高频感应加热焊机制造技术

本实用新型专利技术为高频感应加热焊机。由互感器Ｈ，电容ＣＯ，电感ＬＯ串连组成谐振电路１，其一端接于Ｃ１，Ｃ２组成的桥臂２的中点，另一端接于一对功率ＭＯＳ管１２组成的桥臂３的中点。两桥臂端点相连，接于整流滤波电路４的输出端。互感器Ｈ的输出接于锁相环５的一个输入端。锁相环５的输出接Ｄ触发器６和或门７组成的控制电路８。电路８输出的相位两两相差π／２的对称方波脉冲到脉冲放大器放大后送到ＭＯＳ管１２的栅极，ＭＯＳ管一只开通，一只关断交替工作，使电路１中有交流电流，在感应圈９产生焊接所需要的热量。（*该技术在2006年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术与感应钎焊高频焊机有关，尤其与石材切割机园盘锯刀头复焊用的高频感应加热焊机有关。传统的石材切割机园盘锯刀头复焊用的焊接设备，均为电子管式高频感应加热装置，存在效率低，功耗大，体积大，成本高的缺点。由于该装置设计为通用设备，没有考虑园盘锯刀头复焊的特点，必须三相交流工频供电，不适应石材加工业分散，供电困难的实际情况，使用十分不便并且受到限制。本技术的目的是提供一种体积小，重量轻，成本低廉，效率高，节能，使用寿命长适应石材加工业分散特点，使用方便的高频感应加热焊机。本技术是这样实现的互感器H，电容C0，电感L0串联组成的谐振电路1的一端接于电容C1，C2连接组成的或一对功率MOS管12漏极连接在一起组成的桥臂2的中点。电路I的另一端接于一对功率MOS管12的漏极连接在一起组成的桥臂3的中点。桥臂2、3的端点相连，接于整流滤波电路4的输出端。互感器H的输出接于锁相环5的一个输入端。锁相环5输出的方波送入锁相环5的另一个输入端，两个输入信号在锁相环路内进行相位比较，比较后的相位误差经滤波送入锁相环的第三个输入端。锁相环5根据相位误差的大小，自动调整振荡输出频率，输出接D触发器6和或门7组成的控制电路8。控制电路8输出的两路相位相差 的对称方波脉冲，经隔离耦合送到两路或四路脉冲放大器10进行脉冲功率放大，经放大的方波脉冲分别送到桥臂3或桥臂2和3中的功率MOS管12的栅极，使两只或两组功率MOS管一只开通，一只关断，交替工作，而使串联谐振电路1中的电容C0，电感L0中有交流电流流过在感应圈9中产生焊接需要的热量。本技术的锁相环5可为集成电路IC1CD4046，互感器H的输出通过电容C3接于锁相环5的14脚，CD4046的6，7脚接电容C4，11脚通过R5接地，12脚通过R6接地，13脚输出相位误差，接于R7上，R7，C5组成滤波器，信号滤波后接入9脚，9脚是锁相环压控振荡器的输入，14脚，3脚是锁相环的两输入端，振荡频率经4脚输出，外控开关K经二极管D2接入D触发器IC3的复位端R上，IC3与R8，C7组成单稳态电路，其D端接高电位+Vcc，同步控制端CP接CD4046的4脚，输出端Q接门1、门2输入和R8，D触发器IC4的输出Q端连接到D端，构成分频器，同步控制IC1的4脚，输出Q，Q端连接门1，门2输入，分频器将IC1的输出频率分频，形成两路完全对称，相位相差 的驱动脉冲，门3的输出接R9，R9与C8连接，C8另一端接地，门3的输入与D触发器IC5的复位端R相连，接到IC4的Q端，IC5的同步端CP连到R9，C8之间，D端接高电平+Vcc，输出端Q接IC1的3脚，门1，门2的输出各接一路由二晶体三极管组成的射极放大器，晶体管的发射极相连，接脉冲变压器T初级，二极管D3～D6反并在对应的晶体三极管的C，e极上，用于吸收脉冲变压器T关断时的尖峰电压，T的次极分两路或四路连在脉冲放大器10的输入端，脉冲放大器的输出各接一对互补型中功率MOS管11的连在一起的栅极，MOS管11的漏极连在一起，接限流电阻R2，R2的另一端接MOS管12的栅极，R1为分流电阻，接于栅极和—Vcc之间。本技术可有R10、C6，运算放大器IC2组成的积分器，IC2的正输入端接地，负输入端一路经R10接K，一路接电容C6，C6一路与IC2输出连接，接可控硅移相触发器、13的控制端，触发器13的隔离输出端连接在双向可控硅SG的触发极上，SG接入整流滤波电路4的交流输入端，C6另一路接二极管D1，D1连接IC1的9脚。本技术的感应圈9，有内圈14，外圈15，两圈盘旋组成单圈结构。本技术的工作原理如下当电路接通电源后，由于双向可控硅隔离、整个电路不工作。由人工输入控制信号后，控制电路发出两路控制信号。一路送到双向可控硅，接通主电源，工频电源经整流滤波后将平滑直流送到高频功率变换器。另一路开启控制门，允许锁相环5的振谐信号送出。该信号是两路相位相差 的对称方波脉冲，经隔离耦合送到两路脉冲放大器进行脉冲功率放大。经放大后的方波脉冲分别送到高频功率变换器两只或两组功率MOS管的栅极，使两只或两组功率MOS管一只开通，一只关断，交替工作。(附图说明图1，2所示为半桥式，如将两只半桥电容更换为功率MOS管，则为桥式，脉冲放大器必须再增加两路)。此时串联谐振电路中电容C0、电感L0中有交变电流流过，交变电流经高频电流互感器H感应耦合的电流信号送入锁相环路的一个输入端；锁相环路输出的方波信号送入锁相环路的另一个输入端。这两个信号在锁相环路内进行相位比较，比较后产生的相位误差经过滤波。锁相环路将根据相位误差的大小、自动调整振荡输出频率。此过程多次反复，直到两个信号的相位误差等于一个合理的较小值时，锁相环路处于锁定状态。锁相环锁定的频率正好是由L0、C0所确定的串联谐振频率，即fo=12πL0·C0]]>。其中L0由高频变压器次级感应圈所形成的电感量等效到初级端而成，满足L0≈n2L1。因此LP、C0发生的串联谐振发生在高频变压器次级感应圈中，被加热负载将从感应圈中高效率地获得最大功率的高频能量。本技术具有较高的高频功率转换效率，因而被加热负载能获得最大的高频能量。L0实质上是由一个耦合系数近似为1的高频变压器将次级感应圈电感等效形成的。串联谐振发生在次级感应圈中。它可以用下述等效电路说 图1中，L1为初级电感，L1＞＞n2L2，L1支路可视为开路，L1′为初级漏感L1′＜＜n2L2，可忽略不计n为变压器匝比XL＝Wn2L2＋n2RLL0≈n2L2当电路发生串联谐振时，WL0=1WC0]]>，高频电功率全部加在n2RL上，从而获得最大功率。在高频感应加热焊接中，被加热负载要影响L0，L0是一个随工件大小，材料以及加热温度变化的变量，电路中引入锁相环IC1，正是为了满足驱动频率对实际谐振频率的跟踪，保证高频加热焊接始终工作在最佳状态。本技术具有较高的工作频率。高频功率MOS管BG1、BG2要进行高速开关、要求脉冲放大器必须能输出和吸入较大的电流，保证高频功率MOS管栅极电容的快速充放电。脉冲放大器的输出级引入中功率MOS管获得了很好的效果。高频功率MOS管进行高速开关的另一个必要条件是电路中必须克服高频功率MOS管的漏源极电容CDS的影响。本技术引入IC5作移相器，将IC4的输出驱动方波移相后与电流互感器H送入的电流波形进行相位比较，保证了电路在任意频率下，电压波形超前于电流波形一个小的相差。因此在BG1、BG2换相时，残留在L0中的部份能量，完成对漏源极电容CDS的快速充放电，实现高频功率MOS管的高速开关。本技术通过双向可控硅SG实现了输入电压的软启动。防止了频繁开关带来的冲击浪涌电流。对提高器件的可靠性极为有利。本技术还包含一个特殊形状的感应圈。如图4所示。采用这种形状的感应圈对提高焊接工效将产生积极的作用。本技术体积小重量轻、重量小于20Kg。可输入单相交流电(50HZ，220V)。与已有技术相比，体积仅为1/40，重量仅为1/20，耗电量仅为1/5，成本大大降低。使用十分方便，节能效果非常显著，焊接时间≤10秒，效率≥9本文档来自技高网...

【技术保护点】
高频感应加热焊机，其特征在于由互感器Ｈ，电容ＣＯ，电感ＬＯ串连组成的谐振电路（１）一端接于电容Ｃ１，Ｃ２连接组成的或一对功率ＭＯＳ管（１２）漏极连接在一起组成的桥臂（２）中点，电路（１）的另一端接于一对功率ＭＯＳ管（１２）漏极连接在一起组成的桥臂（３）的中点，两桥臂（２），（３）的端点相连，接于整流滤波电路（４）的输出端，互感器Ｈ的输出接于锁相环（５）的一个输入端，锁相环（５）输出的方波送入锁相环的另一个输入端，这两个信号在锁相环路内进行相位比较，比较后的相位误差经滤波送入锁相环的第三个输入端，锁相环（５）根据相位误差的大小，自动调整振荡输出频率，锁相环（５）的输出接Ｄ触发器（６）和或门（７）组成的控制电路（８），控制电路（８）输出的多路相位相差π／２的对称方波脉冲，经隔离耦合送到两路或四路脉冲放大器（１０）进行脉冲功率放大，经放大后的方波脉冲分别送到桥臂（３）或桥臂（３）和（２）中的功率ＭＯＳ管的栅极，使两只或两组功率ＭＯＳ管一只开通，一只关断交替工作，而使串联谐振电路（１）中的电容ＣＯ，电感ＬＯ中有交流电流流过，在感应圈（９）产生焊接需要的热量，有稳压电源（２０）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈信敏，
申请(专利权)人：新都县科智微机应用研究所，
类型：实用新型
国别省市：51[中国|四川]