IGBT驱动电路板及数字气保焊机制造技术

本发明专利技术涉及一种IGBT驱动电路板及数字气保焊机，数字气保焊机设有IGBT驱动电路板，IGBT驱动电路板包括主控制板和IGBT、辅助电源模块、IGBT驱动信号耦合输出模块和IGBT驱动电源模块，辅助电源模块的输出端分别与IGBT驱动信号耦合输出模块和IGBT驱动电源模块连接，IGBT驱动信号耦合输出模块和IGBT驱动电源模块的输出端均与IGBT连接；其中，辅助电源模块包括整流滤波单元、稳压单元以及输出单元；IGBT驱动信号耦合输出模块包括PWM信号电平转换单元、光耦耦合输出单元以及IGBT驱动信号输出单元；IGBT驱动电源模块包括逆变控制电路单元、逆变转换电路单元以及整流输出单元。本发明专利技术输出的光耦耦合信号稳定，驱动波形一致性好，并且抗干扰能力强，适合高频率驱动。

【技术实现步骤摘要】
IGBT驱动电路板及数字气保焊机
本专利技术涉及数字气体保护焊机
，特别是涉及一种IGBT驱动电路板及数字气保焊机。
技术介绍
传统的气体保护焊机(下称“气保焊机”)的绝缘栅双极型晶体管(下称“IGBT”)控制部分和驱动部分一般是采用模拟电路。近年来虽然也有部分数字气保焊机的控制部分采用数字电路，但是脉冲宽度调制(下称“PWM”)和IGBT驱动部分还是采用模拟电路，因此也不是真正意义上的数字气保焊机。IGBT是气保焊机的核心功率部件，IGBT的控制部分和驱动部分又是IGBT稳定工作的关键所在。而传统气保焊机的模拟驱动电路一般是采用脉宽调制器专用芯片发出PWM波形，并由脉冲变压器输出IGBT驱动信号。因为脉冲变压器的一致性和稳定性决定了IGBT的可靠性，而驱动波形对脉冲变压器的材料、生产工艺以及外围电路要求都比较高，所以传统的气保焊机比较容易导致IGBT损坏。传统的气保焊机采用脉冲变压器输出IGBT驱动信号，主要有以下缺点：(1)、传统气保焊机的PWM波形由专用芯片发出，受外围电路的影响会导致脉宽波形控制精度的一致性很难控制。(2)、传统气保焊机的IGBT驱动信号全部由脉冲变压器输出，对脉冲变压器的绕制要求很高，变压器的磁芯材料和线圈绕制漏感等，都会导致驱动的波形不一致，直接影响了IGBT的可靠性。(3)、传统气保焊机的抗干扰能力较差，IGBT的工作频率都是20KHz以上，对驱动波形开启上升要快、关断下降要快速可靠。但脉冲变压器是磁性元件，环境磁场和温度都会影响驱动波形的变化。
技术实现思路
基于此，有必要针对传统的气保焊机的安全性、可靠性等问题，提供一种IGBT驱动电路板及数字气保焊机。本专利技术所述的一种IGBT驱动电路板，包括主控制板和IGBT，所述主控制板包括单片机，还包括辅助电源模块、IGBT驱动信号耦合输出模块和IGBT驱动电源模块，所述辅助电源模块为IGBT驱动信号耦合输出模块提供辅助电源、所述IGBT驱动电源模块为所述IGBT驱动提供电源；所述辅助电源模块包括整流滤波单元、与所述整流滤波单元相连的稳压单元，以及与所述稳压单元相连的输出单元；所述IGBT驱动信号耦合输出模块包括PWM信号电平转换单元、与所述PWM信号电平转换单元相连的光耦耦合输出单元，以及与所述光耦耦合输出单元相连的IGBT驱动信号输出单元；所述IGBT驱动电源模块包括逆变控制电路单元、与所述逆变控制电路单元相连的逆变转换电路单元，以及与所述逆变转换电路相连的整流输出单元。在其中一个实施例中，所述整流滤波单元包括整流电路和滤波电路，所述整流电路包括二极管D2和二极管D3，所述二极管D2的阳极与外接输入交流电源插座J1的第一脚连接，所述二极管D3的阴极与外接输入交流电源插座J1的第三脚连接；所述滤波电路包括电容C1、电容C2、电容C3和电容C4，所述电容(C1，C2，C3，C4)并联后的一端与所述二极管D2的阴极连接，另一端与插座J1的第三脚连接。在其中一个实施例中，所述稳压单元包括芯片U1、电阻R2、电阻R3、电容C5以及稳压二极管W1，所述电阻R2的两端接于所述芯片U1的第一脚和第四脚；所述电阻R3与所述芯片U1的第四脚连接，所述稳压二极管W1的阴极与所述芯片U1的第二脚相接，所述稳压二极管W1的阳极与所述插座J1的第三脚连接。在其中一个实施例中，所述输出单元包括感应线圈L1、电容C6、电容C7、电容C8和电容C9；所述感应线圈L1的一端接于所述芯片U1的第二脚，另一端分别与电容(C6，C7，C8，C9)连接。在其中一个实施例中，所述PWM信号电平转换单元包括三极管Q1、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、二极管D4以及二极管D5，所述三极管Q1的基极与输出PWM信号的所述单片机连接，所述三极管Q1的发射极与所述电阻R8的一端连接，电阻R8的另一端与所述二极管D4的阳极连接，所述三极管Q1的集电极与所述电阻R6的一端连接，所述电阻R6的另一端与所述电阻R5连接，所述电阻R7并接于所述电阻R6的两端，所述二极管D5的阴极与所述三极管Q1的集电极连接，所述二极管D5的阳极与所述三极管Q1的发射极连接，所述电阻R9并接于电阻R8的两端。在其中一个实施例中，所述光耦耦合输出单元包括光耦器U2，所述PWM信号电平转换单元的输出端与所述光耦器U2输入端的第二、第三脚连接，所述光耦器U2的输出端为第六、第七脚。在其中一个实施例中，所述IGBT驱动信号输出单元包括电阻R11、电阻R12、三极管Q2、三极管Q3，所述辅助电源模块输出端的正极与所述光耦器U2的第八脚连接，所述辅助电源模块输出端的的负极与所述光耦器U2的第五脚连接，电阻R11的一端分别接于三极管Q5和三极管Q3的基极，电阻R11的另一端分别接于三极管Q5和三极管Q3的发射极，电阻R11与电阻R12的一端连接，电阻R12的另一端与所述IGBT驱动信号输出单元的输出端连接。在其中一个实施例中，所述逆变控制电路包括芯片U6、三极管Q13、三极管Q14、三极管Q15和三极管Q16，所述芯片U6的第十二脚分别与三极管Q13和三极管Q14的基极连接，所述芯片U6的第十三脚分别与三极管Q15和三极管Q16的基极连接；所述逆变转换电路包括由IGBT场效应管VT1、IGBT场效应管VT2、电容C19、电容C20、电容C21、电容C22、变压器T1和变压器T2组成的全桥逆变电路。在其中一个实施例中，所述整流输出单元包括二极管D16、二极管D17、电容C24、电容C25、电容C26和电容C27，二极管D16的阳极与变压器T1第一绕组的一端连接，变压器T1第一绕组的另一端与IGBT的E1脚连接。二极管D17的阴极与变压器T1的第一绕组的一端连接，电容C24的一端与二极管D16的阴极连接，电容C24的另一端与电容C25串联后与稳压二极管W2的阴极连接，稳压二极管W2的阳极与二极管D17的阳极连接。电容C26的一端与二极管D16的阴极连接，电容C26的另一端与电容C27串联后与稳压二极管W2的阴极连接。本专利技术还同时公开了一种数字气保焊机，包括数字气保焊机本体，所述数字气保焊机本体设有所述IGBT驱动电路板。本专利技术所述IGBT驱动电路板不用脉宽调制器专用芯片，由单片机主控制芯片直接发出PWM脉冲信号，经电平转换电路转换后，再由光耦耦合输出。因此输出的光耦耦合信号稳定，驱动波形一致性好，并且由于IGBT驱动电源采用了+15V电源开启，-10V电源关断，所以本专利技术抗干扰能力强，适合高频率驱动。附图说明图1为本专利技术所述IGBT驱动电路板的框图；图2为一个实施例中辅助电源模块的电路图；图3为一个实施例中IGBT驱动信号耦合输出模块的第一路电路图；图4为一个实施例中IGBT驱动信号耦合输出模块的第二路电路图；图5为一个实施例中IGBT驱动信号耦合输出模块的第三路电路图；图6为一个实施例中IGBT驱动信号耦合输出模块的第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种IGBT驱动电路板，包括主控制板和IGBT，所述主控制板包括单片机，其特征在于，还包括辅助电源模块、IGBT驱动信号耦合输出模块和IGBT驱动电源模块，所述辅助电源模块的输出端分别与所述IGBT驱动信号耦合输出模块和所述IGBT驱动电源模块连接，所述IGBT驱动信号耦合输出模块的输出端和所述IGBT驱动电源模块的输出端均与所述IGBT连接；/n所述辅助电源模块包括整流滤波单元、与所述整流滤波单元相连的稳压单元，以及与所述稳压单元相连的输出单元；/n所述IGBT驱动信号耦合输出模块包括PWM信号电平转换单元、与所述PWM信号电平转换单元相连的光耦耦合输出单元，以及与所述光耦耦合输出单元相连的IGBT驱动信号输出单元；/n所述IGBT驱动电源模块包括逆变控制电路单元、与所述逆变控制电路单元相连的逆变转换电路单元，以及与所述逆变转换电路相连的整流输出单元。/n

【技术特征摘要】
1.一种IGBT驱动电路板，包括主控制板和IGBT，所述主控制板包括单片机，其特征在于，还包括辅助电源模块、IGBT驱动信号耦合输出模块和IGBT驱动电源模块，所述辅助电源模块的输出端分别与所述IGBT驱动信号耦合输出模块和所述IGBT驱动电源模块连接，所述IGBT驱动信号耦合输出模块的输出端和所述IGBT驱动电源模块的输出端均与所述IGBT连接；
所述辅助电源模块包括整流滤波单元、与所述整流滤波单元相连的稳压单元，以及与所述稳压单元相连的输出单元；
所述IGBT驱动信号耦合输出模块包括PWM信号电平转换单元、与所述PWM信号电平转换单元相连的光耦耦合输出单元，以及与所述光耦耦合输出单元相连的IGBT驱动信号输出单元；
所述IGBT驱动电源模块包括逆变控制电路单元、与所述逆变控制电路单元相连的逆变转换电路单元，以及与所述逆变转换电路相连的整流输出单元。


2.如权利要求1所述的IGBT驱动电路板，其特征在于，所述整流滤波单元包括整流电路和滤波电路，所述整流电路包括二极管(D2)和二极管(D3)，所述二极管(D2)的阳极与外接输入交流电源插座(J1)的第一脚连接，所述二极管(D3)的阴极与外接输入交流电源插座(J1)的第三脚连接；所述滤波电路包括电容(C1)、电容(C2)、电容(C3)和电容(C4)，所述电容(C1，C2，C3，C4)并联后的一端与所述二极管(D2)的阴极连接，另一端与插座(J1)的第三脚连接。


3.如权利要求2所述的IGBT驱动电路板，其特征在于，所述稳压单元包括芯片(U1)、电阻(R2)、电阻(R3)、电容(C5)以及稳压二极管(W1)，所述电阻(R2)的两端接于所述芯片(U1)的第一脚和第四脚；所述电阻(R3)与所述芯片(U1)的第四脚连接，所述稳压二极管(W1)的阴极与所述芯片(U1)的第二脚相接，所述稳压二极管(W1)的阳极与所述插座(J1)的第三脚连接。


4.如权利要求3所述的IGBT驱动电路板，其特征在于，所述输出单元包括感应线圈(L1)、电容(C6)、电容(C7)、电容(C8)和电容(C9)；所述感应线圈(L1)的一端接于所述芯片(U1)的第二脚，另一端分别与所述电容(C6，C7，C8，C9)连接。


5.如权利要求1所述的IGBT驱动电路板，其特征在于，所述PWM信号电平转换单元包括三极管(Q1)、电阻(R5)、电阻(R6)、电阻(R7)、电阻(R8)、电阻(R9)、二极管(D4)以及二极管(D5)，所述三极管(Q1)的基极与输出PWM信号的所述单片机连接，所述三极管(Q1)的发射极与所述电阻(R8)的一端连接，电阻(R8)的另一端与所述二极管(D4)的阳极连接，所述三极管(Q1)的集电极与所述电阻(R6)的一端连接，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈良火，毛桂香，
申请(专利权)人：上海美佳尼克焊接技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31