一种迷你型逆变手弧焊机制造技术

本实用新型专利技术涉及一种迷你型逆变手弧焊机，内部的控制电路板设计为三个部分，一是功率板，其布局的电路主要是由整流桥、电解电容、IGBT和二极管、主变压器、电流检测互感器、输出整流等组成的单端正激逆变电路，以及散热器和部分元器件；二是电源板，主要包括上电缓冲、开关电源和IGBT驱动电路；三是控制板，主要包括PWM输出特性控制、空载电压限制、过流和过热保护、长时间输出短路保护电路，设计为三块电路板的目的，不仅是考虑焊机的尺寸和重量，同时还考虑运输和售后维护的成本因素，具有设计合理，维修方便，稳定可靠的特点。

A mini inverter hand arc welding machine

The utility model relates to a mini type inverter arc welder, internal control circuit board is designed into three parts, one is the power board, the circuit layout is mainly single ended forward inverter circuit composed of rectifier, electrolytic capacitor, diode, IGBT and main transformer, current transformer, rectifier output detection etc. well, the radiator and the components; two is the power board, including power buffer, switching power supply and IGBT drive circuit; three is the control board, including the output characteristics of PWM control, no-load voltage limit, overcurrent and overheat protection, long time output short circuit protection circuit design for three circuit boards, not only consider the size and weight of the machine is also considering the cost factors of transportation and maintenance of customer service, has the advantages of reasonable design, convenient maintenance, stable and reliable.

【技术实现步骤摘要】
一种迷你型逆变手弧焊机
本技术涉及一种迷你型逆变手弧焊机，属于逆变焊机
技术背景手工电弧焊机的销售量很大，应用范围较广。然而，此类焊机，不同的电路、电路板和整机结构设计，控制原理和方式不同，电路板和整机的布局和连接方式，或者连接的复杂程度不同，其产品生产的工序和制作工艺等也会完全不同。这些都会影响产品的性能、可靠性、生产效率和运输成本等，最终影响产品的市场竞争力。目前，国内外市场上，IGBT管逆变式手工电弧焊机的额定电流通常在80~200A（负载持续率100~20%）的水平。对此类焊机产品来说，如何实现小尺寸、低重量条件下，大电流和高负载持续率输出是设计人员一直追求的目标。小尺寸、低重量可降低成本（包括生产制造和运输的成本），在相同的额定电流和负载持续率下，可提升产品的市场竞争力。这就是追求迷你型设计的动力。此外，焊机电路的设计还决定着产品的焊接性能，如果设计不好，还会出现如下一些问题：1）电路板设计不合理，造成维修费用高。2）产品尺寸和重量过大，增加制造成本；3）防尘性能不好，导致焊机工作可靠性降低。逆变焊机长期使用后，工作现场的一些含导电性金属粉尘会吸附到IGBT管等器件引脚之间、控制电路板上，导致爬电距离减小、器件和控制电路失效；4）抗网压波动能力差。例如，当供电电网的输入电源电压较低，如180VAC以下时，即使是采用较细的电焊条，焊机也无法进行正常焊接；这就使焊机的应用范围受到了一定的限制；5）控制电路工作可靠性不高，容易造成故障，提高了焊机的返修率。因此，如何在低成本的前提下，解决好上述问题，开发出结构和性能好、可靠性高的焊机，是本技术解决的问题和目的。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种迷你型逆变手弧焊机，内部的控制电路板设计为三个部分，一是功率板，其布局的电路主要是由整流桥、电解电容、IGBT和二极管、主变压器、电流检测互感器、输出整流等组成的单端正激逆变电路，以及散热器和部分元器件；二是电源板，主要包括上电缓冲、开关电源和IGBT驱动电路；三是控制板，主要包括PWM输出特性控制、空载电压限制、过流和过热保护、长时间输出短路保护电路，设计为三块电路板的目的，不仅是考虑焊机的尺寸和重量，同时还考虑运输和售后维护的成本因素，具有设计合理，维修方便，稳定可靠的特点。为实现上述目的采用以下技术方案：一种迷你型逆变手弧焊机，包括外部部分和内部的机芯部分，内部的机芯部分包括三块电路板及其板上的电子元器件、输出滤波电抗器、热保护器；三块控制电路板分别是功率板、控制板和电源板；所述的功率板上设置单端正激逆变主电路，单端正激逆变主电路包括单相输入整流桥、电解电容滤波、二个IGBT管和快恢复二极管及逆变主变压器、电流互感器以及输出整流二极管，也包括散热器I、散热器II和输出快恢二极管的散热器部分；二个IGBT的管脚都采用管脚护套套入后，再焊接到功率板上；二个快恢复二极管、整流桥、逆变主变压器、电流互感器、输出整流二极管也焊接到功率板上；电源板上设置有包括开关电源电路、上电缓冲控制电路和IGBT驱动控制电路，上电缓冲控制电路、开关电源电路和IGBT驱动控制电路通过三个长支柱固定安装在功率板的散热器I和散热器II上；所述的控制板上包括继电器、开关电源变压器和驱动变压器；电源板上的电缓冲控制电路、开关电源电路和IGBT驱动控制板的安装方向是与控制板上的继电器、开关电源变压器和驱动变压器均面向功率板的散热器I和散热器II；功率板与电源板部分的电路板之间还通过一些带插头的连接导线把两块电路板连接在一起，输出滤波电抗器的一端连接到焊机的正极输出快速接头，另外一端与快恢散热器连接；热保护器紧贴散热器的表面安装，其控制线与相应的电路部分连接，通过热保护器，可检测散热器的温度，与过热保护电路一起，完成过热保护控制功能；通过上述组装、连接方式，使它们构成一个整体机芯部分。所述的外部部分包括外壳部分、前面板部分和后面板部分；外壳部分包括外盖、底板、背带；前面板部分的前面板上设置有正极输出快速接头、负极输出快速接头、控制板，控制板上的电源指示灯及热保护指示灯、电流调节电位器旋钮，控制板的电路板板上，布置有PWM脉宽调制芯片、一个四运算放大器、电源指示灯、热保护指示灯、电流调节电位器以及电阻和电容、稳压管和二极管，实现PWM输出特性控制、空载电压限制、过流和过热保护、长时间输出短路保护电路。所述的上述三块电路板中，功率板的尺寸是最大的为125×106mm，电源板的尺寸是105×40mm，控制板的尺寸是最小的，为65×30mm，三块电路板都是双面板；上述三块电路板，还可分别为它们设计一个护盒，把电路板放入护盒中，并浇注环氧灌封料；三块控制板通过一些插头连接在一起，再外加上机壳、风扇，共同组成本技术的焊机。后面板部分包括供电电源线及其拉不脱和冷却风扇，冷却风扇使冷风从焊机后面板的进气孔进入，使焊机内部的一些发热器件和零部件有良好的冷却效果。本技术，通过配置大风量、高速（4000～5500rpm/min）直流冷却风扇，利用良好的“风道”来改善发热功率关键零部件的冷却效率，提高了大电流（如120~150A）输出时的负载持续率（120A时，可达40%），解决了焊接时间短的问题。同时，有效降低了IGBT或快恢复二极管、逆变变压器等零部件的故障率；通过采用新型控制电路的设计来解决抗网压波动能力差和可靠性的问题。在新的控制电路作用下，当电网输入电源电压较低，如130VAC时，采用细的电焊条，焊机也可进行正常焊接；如果电源电压升高不超过270VAC，都不会影响焊机焊接性能。这就提高了焊机的抗网压波动能力，扩大了焊机的应用范围，提高了电弧稳定性。多种保护电路，提高了焊机的可靠性。本技术焊机可通过调整电路板上少量的零部件规格参数，形成不同输出额定电流和负载持续率的产品。例如，改变IGBT器件的电流等级；改变逆变主变压器和输出滤波电抗器的规格和参数等，即可容易形成不同规格的系列产品。如80A/23.2V（40%负载持续率，下同）、140A/25.6V（27%）、150A/26V（20%）等系列产品。额定电流越小的，则额定负载持续率越高。当然，这些变化，目的是使产品的制作成本与相应机器的规格参数和性能指标相匹配。这样，每种规格型号的焊机才能实现最优化的成本控制。这就提升了所开发产品的市场竞争力。本技术焊机的电路原理、电路板和整机结构设计有自己的独特之处。这也是申请本专利保护的根本目的所在。附图说明图1是本技术手弧焊机的分解结构示意图；图2是本技术手弧焊机机芯部分的结构示意图；图3是本技术手弧焊机三块电路板之间的接线图；图4是本技术手弧焊机功率板电路原理图；图5是本技术手弧焊机电源板电路原理图；图6是本技术手弧焊机电源板的元器件布局图；图7是本技术焊机控制板的电路原理；图8是本技术焊机控制板的元器件布局图；附图中名部件的名称如下：1、冷却风扇；2、整流桥；3、继电器；4、开关电源变压器；5、驱动变压器；6、电源板；7、快恢复二极管；8、散热器II；9、功率板；10、电流检测互感器；11、逆变主变压器；12、输出快恢复二极管散热器；13、塑料支撑脚；14、输出快恢复二极管；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种迷你型逆变手弧焊机，包括外部部分和内部的机芯部分，内部的机芯部分包括三块电路板及其板上的电子元器件、输出滤波电抗器、热保护器；三块控制电路板分别是功率板、控制板和电源板；所述的功率板上设置单端正激逆变主电路，单端正激逆变主电路包括单相输入整流桥、电解电容滤波、二个IGBT管和快恢复二极管及逆变主变压器、电流互感器以及输出整流二极管，也包括散热器I、散热器II和输出快恢二极管的散热器部分；二个IGBT的管脚都采用管脚护套套入后，再焊接到功率板上；二个快恢复二极管、整流桥、逆变主变压器、电流互感器、输出整流二极管也焊接到功率板上；电源板上设置有包括开关电源电路、上电缓冲控制电路和IGBT驱动控制电路，上电缓冲控制电路、开关电源电路和IGBT驱动控制电路通过三个长支柱固定安装在功率板的散热器I 和散热器II上；所述的控制板上包括继电器、开关电源变压器和驱动变压器；电源板上的电缓冲控制电路、开关电源电路和IGBT驱动控制板的安装方向是与控制板上的继电器、开关电源变压器和驱动变压器均面向功率板的散热器I 和散热器II ；功率板与电源板部分的电路板之间还通过一些带插头的连接导线把两块电路板连接在一起，输出滤波电抗器的一端连接到焊机的正极输出快速接头，另外一端与快恢散热器连接；热保护器紧贴散热器的表面安装，其控制线与相应的电路部分连接，通过热保护器，可检测散热器的温度，与过热保护电路一起，完成过热保护控制功能；通过上述组装、连接方式，使它们构成一个整体机芯部分。...

【技术特征摘要】
1.一种迷你型逆变手弧焊机，包括外部部分和内部的机芯部分，内部的机芯部分包括三块电路板及其板上的电子元器件、输出滤波电抗器、热保护器；三块控制电路板分别是功率板、控制板和电源板；所述的功率板上设置单端正激逆变主电路，单端正激逆变主电路包括单相输入整流桥、电解电容滤波、二个IGBT管和快恢复二极管及逆变主变压器、电流互感器以及输出整流二极管，也包括散热器I、散热器II和输出快恢二极管的散热器部分；二个IGBT的管脚都采用管脚护套套入后，再焊接到功率板上；二个快恢复二极管、整流桥、逆变主变压器、电流互感器、输出整流二极管也焊接到功率板上；电源板上设置有包括开关电源电路、上电缓冲控制电路和IGBT驱动控制电路，上电缓冲控制电路、开关电源电路和IGBT驱动控制电路通过三个长支柱固定安装在功率板的散热器I和散热器II上；所述的控制板上包括继电器、开关电源变压器和驱动变压器；电源板上的电缓冲控制电路、开关电源电路和IGBT驱动控制板的安装方向是与控制板上的继电器、开关电源变压器和驱动变压器均面向功率板的散热器I和散热器II；功率板与电源板部分的电路板之间还通过一些带插头的连接导线把两块电路板连接在一起，输出滤波电抗器的一端连接到焊机的正极输出快速接头，另外...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙敏，魏继昆，朱宣辉，朱宣东，
申请(专利权)人：朱宣东，
类型：新型
国别省市：浙江,33