一种单管igbt逆变式电弧焊机的制作方法

专利名称：一种单管igbt逆变式电弧焊机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电焊机产品领域，具体涉及一种单管IGBT逆变式电弧焊机。
背景技术：
逆变式电弧焊机是一种高效环保、节能节材的新型焊接电源，随着电力半导体开关器件的发展，逆变式电弧焊机先后经历了快速可控硅逆变模式、晶体三极管(BJT)逆变模式、绝缘栅场效应管(MOSFET)逆变模式到绝缘栅场效应晶体管(IGBT)逆变模式等发展历程。目前，IGBT逆变式模式电弧焊机是目前技术较为先进的，因为IGBT管的电气性能都优于其他半导体开关器件，开关频率远高于可控硅和晶体管；而饱和压降又远低于绝缘栅场效应管。由于逆变工作频率很高，所以其主变压器的铁心截面积和线圈匝数大大减少，因此，IGBT逆变式焊机可以在一定程度上减少自身的体积及重量，大大减少电能损耗。但是，在目前的IGBT逆变式电弧焊机中，均需要利用到大功率的IGBT模块，使得其在体积上仍有 进一步减少的空间，且其发热量大，并不利于散热；并且，其生产及其维修的成本都十分高昂，不利于市场的推广。
发明内容为克服上述缺陷，本实用新型的目的即在于一种单管IGBT逆变式电弧焊机。本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的本实用新型一种单管IGBT逆变式电弧焊机，主要包括主线路与控制线路；所述主线路由通过电信号依次顺序连接的交流输入端、工频整流滤波与供电电路、中频逆变电路、中频降压变压器、中频整流电路、中频滤波电感和直流输出端构成；所述控制线路包括工频控制变压器、主控与PWM脉宽调制电路和显示与调节电路；所述工频整流滤波与供电电路还通过工频控制变压器连接有主控与PWM脉宽调制电路；所述中频逆变电路为单管IGBT组和对称驱动电路构成的桥式逆变电路，其中还设有电流采样电路，所述电流采样电路将采样得到的电流反馈信号发送至主控与PWM脉宽调制电路；所述直流输出端中设有电压采样电路，所述电压采样电路将采样得到的电压反馈信号发送至主控与PWM脉宽调制电路；所述主控与PWM脉宽调制电路与中频逆变电路相接，用于根据接收到的信号驱动中频逆变电路；所述显示与调节电路与主控与PWM脉宽调制电路双向导通，用于向主控与PWM脉宽调制电路输入控制信号并且对主控与PWM脉宽调制电路中的信号进行显示。进一步，所述主控与PWM脉宽调制电路包括电流反馈系统、引弧电流给定系统、推力电流给定系统、焊接电流给定系统、过流保护信号系统、PWM脉冲功率放大系统、PWM脉冲控制系统。进一步，所述中频逆变电路包括四组开关管，其分别为第一组开关管、第二组开关管、第三组开关管、第四组开关管；所述第一组开关管包括IGBT单管Qla和Qlb、阻容吸收电阻R13和R14、阻容吸收电容C9和C10、门极驱动电阻R15和R16 ；所述第二组开关管包括IGBT单管Q2a和Q2b、阻容吸收电阻R19和R20、阻容吸收电容Cll和C12、门极驱动电阻R17和R18 ；所述第三组开关管包括IGBT单管Q3a和Q3b、阻容吸收电阻Rll和R12、阻容吸收电容C5和C6、门极驱动电阻R9和RlO ；所述第四组开关管包括IGBT单管Q4a和Q4b、阻容吸收电阻R21和R22、阻容吸收电容C15和C16、门极驱动电阻R23和R24。进一步，所述第一、第四组和第二、第三组开关管的通断相位相差180度。进一步，所述工频整流滤波与供电电路包括电流反馈系统、引弧电流给定系统、推力电流给定系统、焊接电流给定系统、过流保护信号系统、PWM脉冲功率放大系统、PWM脉冲控制系统。进一步，所述中频降压变压器是由一次测绕组和二次侧全波整流绕组以及变压器铁芯组成的中频降压变压器，一次侧绕组一头驳接于逆变桥一中点，而另一头则驳接于逆变桥另一中点，次级送到所述中频整流电路。进一步，所述PWM脉冲控制系统包括集成电路U2，所述集成电路U2用于负责PWM脉冲的产生、分频和错相以及PWM脉冲的输出；PWM脉冲定频率振荡电容和电阻，所述PWM脉冲定频率振荡电容和电阻由电容C8和电阻R22组成；软启动电路，所述软启动电路由电阻R15、R16电容C13组成；欠压保护电路，所述欠压保护电路由集成电路UlB和电阻R18、R19电容C12 二极管D4组成，用于送出高电平去集成电路U2的16脚，以关断PWM脉冲；锯齿波补偿电路，所述锯齿波补偿电路由集成电路UlC和电阻R13、R14电容C9、ClO组成，用于将集成电路U2的8脚输出的锯齿波信号电压射随放大后，通过阻容网络送到U2的4脚；误差比较、放大、积分调整电路，所述误差比较、放大、积分调整电路由集成电路UlA构成，用于对信号进行误差比较、放大和积分调整；射极跟随电路，所述射极跟随电路由集成电路UlD构成，用于将经过误差比较、放大和积分调整后的信号射随放大后送入集成电路U2的5脚。本实用新型的中频逆变电路由若干个单管IGBT构成，其生产价格十分低廉，并且由于单管IGBT发热量不高，热阻小，使得整个装置不再需要利用大型的散热装置进行散热，进一步的减少了整机的体积；并且，通过本实用新型中的主控与PWM脉宽调制电路的控制，使得本实用新型能够在极短的时间内对输出电流进行调整，从而能满足焊接过程中的各种特殊要求，焊接效果十分良好。
为了易于说明，本实用新型由下述的较佳实施例及附图作以详细描述。图I为本实用新型的电路逻辑图；图2为本实用新型的整体电气原理图；图3为本实用新型的主控与PWM脉宽调制电路电气原理图；图4为本实用新型的PWM控制芯片电气原理图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，
以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。请参阅图I至图2，本实用新型一种单管IGBT逆变式电弧焊机，主要包括主线路与控制线路；所述主线路由通过电信号依次顺序连接的交流输入端、工频整流滤波与供电电路I、中频逆变电路2、中频降压变压器3、中频整流电路4、中频滤波电感5和直流输出端构成；所述控制线路包括工频控制变压器8、主控与PWM脉宽调制电路6和显示与调节电路7 ;所述工频整流滤波与供电电路I还通过工频控制变压器8连接有主控与PWM脉宽调制电路6 ；所述中频逆变电路2为单管IGBT组和对称驱动电路构成的桥式逆变电路，其中还设有电流采样电路(未图示)，所述电流采样电路(未图示)将采样得到的电流反馈信号发送至主控与PWM脉宽调制电路6 ；所述直流输出端中设有电压采样电路(未图示)，所述电压采样电路(未图示)将采样得到的电压反馈信号发送至主控与PWM脉宽调制电路6 ；所述主控与PWM脉宽调制电路6与中频逆变电路2相接，用于根据接收到的信号驱动中频逆变电路2 ；所述显示与调节电路I与主控与PWM脉宽调制电路6双向导通，用于向主控与PWM脉宽调制电路6输入控制信号并且对主控与PWM脉宽调制电路6中的信号进行显示。本实用新型的具体工作过程为电网工频交流电输入焊机后，通过工频整流滤波与供电电路I中的工频整流滤波电路进行整流滤波，得到直流电流或电压，再将直流电流或电压供给中频逆变电路2，同时将电网工频交流电通过EMC处理后送到工频控制变压器8，工频控制变压器8适当降压后将低压控制交流电送到主控与PWM脉宽调制电路上。工频整流滤波与供电电路I中的风机供电电路担负着为轴流风机提供交流电能的任务。中频逆变电路2是由单管IGBT管组成的桥式逆变电路，将直流电压或电流逆变成中频方波交流电压或电流，送到中频降压变压器3的一次侧，降压后再送到中频整流电路4整流成中频脉动直流电压或电流，经中频滤波电感5滤除纹波后进行输出。[0049]在中频逆变电路2的一次侧设有电流采样电路，将采到的电流信号作为电流反馈信号送到主控与PWM脉宽调制电路6 ;显示与调节电路7送来的电流电压给定信号也送到主控与PWM脉宽调制电路6 ;在输出处设有电压采样电路，将采到的电压信号作为电压反馈信号也送到主控与PWM脉宽调制电路6，三路信号在这里进行误差比较、积分放大和静外特性控制后调制PWM脉冲，功率放大PWM脉冲，最后输出有一定功率的PWM驱动脉冲去驱动中频逆变电路2的单管IGBT组。主控与PWM脉宽调制电路6与显示与调节电路7的信号是双向联通的，显示与调节电路7产生的给定信号送到主控与PWM脉宽调制电路6，同时主控与PWM脉宽调制电路6的过流/过热/欠压等信号和焊接电流值也要通过显示与调节电路7的人机界面显示出来。所述的工频整流滤波与供电电路I由整流桥QL1、滤波电容Cl和C2和输入输出 插座P3、P8、P9等组成。工频交流电通过空气开关Kl送到工频整流滤波与供电电路I上，由整流桥QLl整流和电容Cl、C2滤波后输往下一级电路。插座P9连接到工频变压器8的一次侧及一次侧自藕抽头，工频变压器T2将自藕降压后的电压通过插座P3送给轴流风机FANl，工频变压器T2将隔离降压后的电压通过插座X6送到主控与PWM脉宽调制电路6作为控制用供电。工频整流滤波与供电电路I还包含欠压识别电路，将欠压信号通过插座P8和X9送至主控与PWM脉宽调制电路6作为欠压保护信号。所述中频逆变电路2是由四组单管IGBT组和对称驱动电路构成的桥式逆变电路，IGBT单管Qla和Qlb、阻容吸收电阻R13和R14、阻容吸收电容C9和C10、门极驱动电阻R15和R16等组成第一组开关管，IGBT单管Q2a和Q2b、阻容吸收电阻R19和R20、阻容吸收电容Cll和C12、门极驱动电阻R17和R18等组成第二组开关管，IGBT单管Q3a和Q3b、阻容吸收电阻Rll和R12、阻容吸收电容C5和C6、门极驱动电阻R9和RlO等组成第三组开关管，IGBT单管Q4a和Q4b、阻容吸收电阻R21和R22、阻容吸收电容C15和C16、门极驱动电阻R23和R24等组成第四组开关管。P丽脉冲信号经插座X7从主控与PWM脉宽调制电路6中取出，送至对称驱动电路隔离分相后分别送到四组单管IGBT组的门极上，分别驱动四组单管IGBT按第一组与第四组IGBT同时导通和关断，第二组与第三组IGBT同时导通和关断，第一、第四组和第二、第三组IGBT的通断相位相差180度。其中电容器C8、C14和C13为逆变器直流母线高频滤波电容，用于滤除母线上产生的高频尖峰电压。中频逆变电路2中设置了一次侧电流检测反馈电路，电路由电流互感器T3、快恢复整流二极管D13、D14、D15、D16、采样电阻R26及高频滤波电容C21等组成。由采样电阻R26采得的幅值和一次侧脉冲电流成比例的脉冲电压信号将作为焊接电流的反馈信号。所述中频降压变压器3是由一次测绕组和二次侧全波整流绕组以及变压器铁芯组成的中频降压变压器，一次侧绕组一头驳接于逆变桥一中点，而另一头则驳接于逆变桥另一中点，次级送到中频整流电路4。一次侧绕组和二次绕组是通过绝缘材料安全绝缘的。所述中频整流电路4由快恢复整流二极管D5、D6、D7、D8及其阻容吸收电阻电容R25、C17和快恢复整流二极管D9、D10、D11、D12及其阻容吸收电阻电容R26、C18等组成全
波中频整流电路。所述中频滤波电路5为一直流滤波电感LI，滤除中频纹波后的直流电从直流输出口输出，接于输出口的正负极和地之间的电容C19和C20为抗干扰接地的安规电容。所述主控与PWM脉宽调制电路6包括电流反馈系统、引弧电流给定系统、推力电流给定系统、焊接电流给定系统、过流保护信号系统、PWM脉冲功率放大系统、PWM脉冲控制系统。所述显示与调节电路7由LED数字电流显示表头、过流/过热/欠压指示灯、推力电流给定旋钮和焊接电流给定旋钮组成，通过该电路的人机对话面板即可完成人机的交流。请参看图3，在本实用新型中所述主控与PWM脉宽调制电路的具体电路结构为所述电流反馈系统由集成电路UlD和电阻Rl、R2、R3电容Cl 二极管Z2和Dl组成。所述引弧电流给定系统由集成电路U1C、UlA电阻R29、R30、R31、R32、R33、R34、R19、R20 电容 C12、C11、C10、C13、C7 二极管 D4、D5、D7 组成。所述过流保护信号系统由三极管Q3、Q4、Q5、Q6光电耦合器U3电阻R35、R36、R37、R38、R39、R40、R41、R42、R28电容C14、C16 二极管D8、D9组成过流信号比较处理、输出和显示电路组成。另外，由二极管D6、D10电阻R26、R27电容C9以及外接的欠压采样和温度继电器构成欠压/超温保护和显示电路。所述推力电流给定系统由集成电路U2A、U2B、U2D电阻R16、Rl7、R18、Rl I、R7、R8、R9、RIO、R4、R5、R6 电容 C2、C3、C4、C5 二极管 D2、D3、Zl 等组成。所述焊接电流给定系统由集成电路U2C电阻R12、R13、R14、R15电容C6电位器W1、 W2等组成。所述PWM脉冲功率放大系统由MOSFET管Ml、M2、M3、M4电阻R45、R46、R47、R48、R43、R44 电容 C15、C33、C34、C35、C17、C18、C19 等组成。所述PWM脉冲控制系统为PWM脉冲控制芯片CZ1，其由集成电路U1A、U1B、U1C、U1D、U2 电阻 R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20、R22 电容 Cl、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、CIO、Cll、C12、C13、C14、C15 二极管D1、D2、D3、D4、ZD1 等组成。其中集成电路U2为PWM控制芯片，负责PWM脉冲的产生、分频和180度错相以及PWM脉冲的输出；电容C8和电阻R22为芯片的PWM脉冲定频率振荡电容和电阻；电阻R15、R16电容C13组成软启动电路，它使PWM脉冲在恢复时以慢速展宽方式打开；集成电路UlB和电阻R18、R19电容C12 二极管D4组成欠压保护电路，当稳定电压已低于15V时，表明整个电路可能会出现不正常的工作状态，通过该电路送出高电平去集成电路U2的16脚关断PWM脉冲；集成电路UlC和电阻R13、R14电容C9、ClO组成锯齿波补偿电路，将集成电路U2的8脚输出的锯齿波信号电压射随放大后，通过阻容网络送到U2的4脚，以之补偿一次侧反馈的脉冲电流波形；集成电路UlA和周围器件组成误差比较、放大、积分调整电路；集成电路UlD为射极跟随电路，将经过误差比较、放大和积分调整后的信号射随放大后送入集成电路U2的5脚。请参看图4，在本实用新型中PWM控制芯片CZl的核心元件U2是一电流型PWM集成电路UC3846，其负责PWM脉冲产生和调制输出。PWM控制芯片的“2”脚为电流反馈端，“5”脚为电流给定端，从外面引来的电流反馈信号和给定信号分别通过“2”脚和“5”脚经电阻Rl和R2送到误差比较点，即Rl和R2的连接点，通过集成运放UlA和UlD组成的放大器积分放大后，送到电流型PWM集成电路U2的5PIN，作为PWM调节的误差信号电压。从“13”脚引入一次侧电流脉冲信号，经电阻RlO送到电流信号比较端集成电路U2的4PIN ;其8PIN的内部振荡锯齿波信号通过UlC组成的斜波补偿网络后也送到集成电路U2的4PIN，最后混合成经过斜波补偿了的一次侧电流脉冲信号，在集成电路U2内部与误差信号进行比较形成调制PWM脉冲，通过分频、分相后在IlPIN和14PIN输出相位相差180度的调制后的PWM脉冲信号。同时从“13”脚引入一次侧电流脉冲信号，还经电阻R8送到过流关断端16PIN，当逆变电路一次侧有异常过流现象发生，一次侧电流脉冲信号会有高过U2所设门槛电压值的幅度，U2会立即停止当前脉冲输出，起到逐一脉冲过流保护作用。集成电路U2的IPIN是关断/软启动端，当其接地时，会关断PWM脉冲输出。开机伊始或U2的IPIN与地断开后，2PIN的内部5. IV稳压电源或通过分压电阻R15、R16对电容C13缓慢充电，IPIN电压会从零慢慢升高，PWM脉冲将从零宽度逐渐展宽。故将过热、欠压、 过流等保护信号送于此端，只要有过热、欠压、过流等信号，此端就和地相接，电压立即降为零，立即停止PWM脉冲输出。等恢复正常后，才使此端和地断开，电容缓慢充电，PWM脉冲将从零宽度逐渐展宽。起到异常迅速关断，恢复正常或刚开机后PWM脉冲从零宽度逐渐展宽的理想软启动效果。在本实用新型中电流反馈和电流调节的实现方式具体为逆变器一次侧的电流采样电路采集到一次侧的电流脉冲信号电压，通过插座X7引入控制电路板，经电阻Rl和R2分压，UlD射极跟随放大二极管Dl隔离后由电容Cl滤波成直流作为电流反馈信号，通过“2”脚送到P丽控制芯片的误差比较点；由外接电位器给出的电流给定信号被集成电路U2C电阻R12、R13、R14、R15电容C6电位器W1、W2等处理后生成的负的电流给定信号也通过“5”脚送到PWM控制芯片的误差比较点；推力电流给定系统将焊接弧压通过电阻R4、R5、R6分压，电容C2滤波后经U2A射极跟随放大送到U2B和电阻R8、RIO、R7、R9组成的，带回差电压比较器上。比较器的输出经二极管D3隔离输送到外接推力调节电位器，经外接推力调节电位器调节后由插座X3送回，电容C5滤除干扰后由集成电路U2D反相比例放大通过“5”脚送到PWM控制芯片的误差比较点；引弧电流给定系统将一次侧电流信号脉冲信号电压经集成电路UlC同相放大，二极管D7隔离电容C12滤波后变成表征一次侧平均电流的电压信号，此信号经UlA组成的电压比较器进行比较，比较结果经二极管D5隔离输出，再经二极管D4和电阻R19后通过“5”脚也送到PWM控制芯片的误差比较点。正常焊接过程中，焊接电流给定电位器决定着焊接电流大小，焊接电流给定和焊接电流反馈在PWM控制芯片的误差比较点达到动态的平衡。当焊接电弧很短，几乎要短路时，电弧电压也会很低，此时集成电路U2B输出会变高,通过外接电位器送回插座X3的电压也会高起来，使得集成电路U2D的输出端也会有较高的负值电压，这个负电压经电阻R18后通过“5”脚加到PWM控制芯片的误差比较器上，相当于额外增加了电流给定，这样就使焊机在焊条快要短路时输出更大电流——称为推力电流。推力电流可防止焊接过程中出现黏条的现象，保证焊接过程稳定流畅。推力电流大小可根据实际情况通过推力电流电位器人工调节。[0075]当焊接开始时，由于焊前没有电流，故一次侧电流脉冲幅度很小，致使集成电路UlC输出电压很低，通过集成电路UlA的比较，会在电容C7的负端得到近15V的负电压，经二极管D4和电阻R19后通过“5”脚送到PWM控制芯片的误差比较点，相当于额外增加了电
流给定，这样就使焊机在施焊伊始时输出更大电流------称为引弧电流。随着焊接电流的
建立，集成电路UlC会输出高电位，集成电路UlA比较后也会输出高电位，电容C7负端的电位会随着它自身通过电阻R20的放电而慢慢变为零。前述额外增加的使焊机在施焊伊始时输出更大电流的给定会慢慢变为零，这时引弧过程结束。引弧电流可以使焊接起弧容易，力口大冷工件冷焊条的引弧成功率。引弧电流大小可根据实际情况通过引弧电流电位器人工调节。在本实用新型中异常保护的实现方式具体为过流保护过流保护分轻度单一脉冲过流保护和重度过流完全切断输出保护。当过流不太严重时，一次侧电流脉冲信号的幅度会比正常脉冲幅值高出一些，这个信号通过插座X7送到控制电路板，再送至PWM控制芯片的“ 13”脚，经PWM控制芯片上电阻R8送到PWM控制芯片上PWM集成电路U2 (UC3846)过流关断端16PIN，PWM集成电路U2会立即停止当前脉冲输出，起到单个过流保护作用，而下一个脉冲照常输出，对焊接过程没有影响。当过流较严重时，一次侧电流脉冲信号的幅度会比正常脉冲幅值高很多，这个信号通过插座X7送到控制电路中三极管Q3的基极电位Ub会高于其发射极电位0. 65V以上使得三极管Q3导通，三极管Q3导通又使三极管Q4和Q5导通，而三极管Q4和Q5接成正反馈形式，故三极管Q4和Q5 —旦导通就会迅速锁死在导通状态下。三极管Q4导通后的集电极电压通过电阻R42连接到三极管Q6的基极，三极管Q6也导通，通过光电耦合器U3使得PWM控制芯片电路里PWM集成电路U2的IPIN电压立即为零，完全封锁PWM脉冲，直到关断电源消除故障后重新开机才按PWM软启动方式恢复正常。欠压保护在工频整流滤波与供电电路I中有专门的欠压检测电路，检测到的电网欠压信号通过插座P8和X9传到控制电路板上的二极管DlO上，通过电阻R35和光电耦合器U3使得PWM控制芯片电路里PWM集成电路U2的IPIN电压立即为零，完全封锁PWM脉冲，电网电压恢复正常值时，PWM按软启动方式恢复正常。过热保护在工频整流滤波与供电电路I中插座X8外接有温度继电器，温度继电器置于逆变器电力开关器件所在的散热器上。由于某种原因使得散热器温度升高超过设定值，温度继电器会闭合，通过二极管D6电阻R35和光电耦合器U3使得PWM控制芯片电路里PWM集成块U2的IPIN电压立即为零，完全封锁PWM脉冲，只有等散热器温度恢复正常值时，PWM按软启动方式恢复正常。本实用新型中的焊接电流显示的实现方式具体为由外接电位器给出的电流给定信号被集成电路U2C电阻R12、R13、R14、R15电容C6电位器W1、W2等处理后生成的负的电流给定信号再通过集成电路UlB电阻R21、R22、R23、R24、R25、R49电位器W4电容C8等处理后生成的正的电流显示信号，由插座Xl送往显示面板上的LED数码显示表显示焊接电流。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围 之内。
权利要求1.一种单管IGBT逆变式电弧焊机，其特征在于，包括主线路与控制线路； 所述主线路由通过电信号依次顺序连接的交流输入端、工频整流滤波与供电电路、中频逆变电路、中频降压变压器、中频整流电路、中频滤波电感和直流输出端构成； 所述控制线路包括工频控制变压器、主控与PWM脉宽调制电路和显示与调节电路； 所述工频整流滤波与供电电路还通过工频控制变压器连接有主控与PWM脉宽调制电路； 所述中频逆变电路为单管IGBT组和对称驱动电路构成的桥式逆变电路，其中还设有电流采样电路，所述电流采样电路将采样得到的电流反馈信号发送至主控与PWM脉宽调制电路； 所述直流输出端中设有电压采样电路，所述电压采样电路将采样得到的电压反馈信号 发送至主控与PWM脉宽调制电路； 所述主控与PWM脉宽调制电路与中频逆变电路相接，用于根据接收到的信号驱动中频逆变电路； 所述显示与调节电路与主控与PWM脉宽调制电路双向导通，用于向主控与PWM脉宽调制电路输入控制信号并且对主控与PWM脉宽调制电路中的信号进行显示。
2.根据权利要求I所述的单管IGBT逆变式电弧焊机，其特征在于，所述主控与PWM脉览调制电路包括电流反馈系统、弓I弧电流给定系统、推力电流给定系统、焊接电流给定系统、过流保护信号系统、PWM脉冲功率放大系统、PWM脉冲控制系统。
3.根据权利要求2所述的单管IGBT逆变式电弧焊机，其特征在于，所述中频逆变电路包括四组开关管，其分别为第一组开关管、第二组开关管、第三组开关管、第四组开关管； 所述第一组开关管包括=IGBT单管Qla和Qlb、阻容吸收电阻R13和R14、阻容吸收电容C9和CIO、门极驱动电阻R15和R16 ； 所述第二组开关管包括=IGBT单管Q2a和Q2b、阻容吸收电阻R19和R20、阻容吸收电容Cll和C12、门极驱动电阻R17和R18 ； 所述第三组开关管包括=IGBT单管Q3a和Q3b、阻容吸收电阻Rll和R12、阻容吸收电容C5和C6、门极驱动电阻R9和RlO ； 所述第四组开关管包括=IGBT单管Q4a和Q4b、阻容吸收电阻R21和R22、阻容吸收电容C15和C16、门极驱动电阻R23和R24。
4.根据权利要求3所述的单管IGBT逆变式电弧焊机，其特征在于，所述第一、第四组和第二、第三组开关管的通断相位相差180度。
5.根据权利要求4所述的单管IGBT逆变式电弧焊机，其特征在于，所述工频整流滤波与供电电路包括电流反馈系统、引弧电流给定系统、推力电流给定系统、焊接电流给定系统、过流保护信号系统、PWM脉冲功率放大系统、PWM脉冲控制系统。
6.根据权利要求5所述的单管IGBT逆变式电弧焊机，其特征在于，所述中频降压变压器是由一次测绕组和二次侧全波整流绕组以及变压器铁芯组成的中频降压变压器，一次侧绕组一头驳接于逆变桥一中点，而另一头则驳接于逆变桥另一中点，次级送到所述中频整流电路。
7.根据权利要求6所述的单管IGBT逆变式电弧焊机，其特征在于，所述PWM脉冲控制系统包括 集成电路U2，所述集成电路U2用于负责PWM脉冲的产生、分频和错相以及PWM脉冲的输出； PWM脉冲定频率振荡电容和电阻，所述PWM脉冲定频率振荡电容和电阻由电容C8和电阻R22组成； 软启动电路，所述软启动电路由电阻R15、R16电容C13组成； 欠压保护电路，所述欠压保护电路由集成电路UlB和电阻R18、R19电容C12 二极管D4组成，用于送出高电平去集成电路U2的16脚，以关断PWM脉冲； 锯齿波补偿电路，所述锯齿波补偿电路由集成电路UlC和电阻R13、R14电容C9、C10组成，用于将集成电路U2的8脚输出的锯齿波信号电压射随放大后，通过阻容网络送到U2的4脚； 误差比较、放大、积分调整电路，所述误差比较、放大、积分调整电路由集成电路UlA构成，用于对信号进行误差比较、放大和积分调整； 射极跟随电路，所述射极跟随电路由集成电路UlD构成，用于将经过误差比较、放大和积分调整后的信号射随放大后送入集成电路U2的5脚。
专利摘要本实用新型涉及电焊机产品领域，具体涉及一种单管IGBT逆变式电弧焊机；本实用新型包括由通过电信号依次顺序连接的交流输入端、工频整流滤波与供电电路、中频逆变电路、中频降压变压器、中频整流电路、中频滤波电感和直流输出端构成的主线路；和由工频控制变压器、主控与PWM脉宽调制电路和显示与调节电路组成的控制线路；所述中频逆变电路为单管IGBT组和对称驱动电路构成的桥式逆变电路；所述主控与PWM脉宽调制电路与中频逆变电路相接，用于根据接收到的信号驱动中频逆变电路；本实用新型采用了单管IGBT，其生产价格十分低廉，且减少了整机的体积；焊接效果十分良好。
文档编号B23K9/10GK202479668SQ20122011827
公开日2012年10月10日 申请日期2012年3月27日 优先权日2012年3月27日
发明者刘泉, 吴月涛 申请人:深圳华意隆电气股份有限公司