转移弧电流控制电路的制作方法

1.本实用新型涉及电焊机转移弧电流控制技术领域，特别涉及一种转移弧电流控制电路。


背景技术：

2.目前，在等离子切割机行业中，设计带有转移弧的等离子切割机，其通常的做法都是在输出的接地电缆线上套入一块霍尔电流传感器，用来检测转移弧的电流信号，从而控制转移弧的功率开关来实现转移弧电流的通断。采用电流霍尔传感器有电流采样简单，有电磁隔离的功能等优点，但是霍尔电流传感器价格高昂，体积偏大，因此对要满足设计低成本化，小型化造成了一定的障碍。


技术实现要素：

3.根据本实用新型实施例，提供了一种转移弧电流控制电路，用于等离子切割机，包含控制器，控制器用于输出转移弧驱动信号，转移弧驱动信号用于控制转移弧电流的输出和关闭，包含：
4.开启信号模块，开启信号模块的输入端输入初始转移弧电流，输出端与控制器相连，用于生成并向控制器输出转移弧电流开启信号；
5.控制信号模块，控制信号模块的输入端输入实时转移弧电流，输出端与控制器相连，用于生成并向控制器输出转移弧电流控制信号，控制器根据转移弧电流开启信号和转移弧电流控制信号生成转移弧驱动信号；
6.转移弧驱动模块，转移弧驱动模块的输入端与控制器的输出端相连，输出端与等离子切割机的焊片的工作正极相连，控制器将转移弧驱动信号输出至转移弧驱动模块，用于控制转移弧电流的输出和关闭。
7.进一步，开启信号模块包含：
8.稳流电路，稳流电路的输入端输入初始转移弧电流；
9.比较器，比较器的反相输入端与稳流电路的输出端相连，同相输入端输入电流给定信号，用于生成转移弧电流开启信号，转移弧电流开启信号为初始转移弧电流与电流给定信号的差值信号。
10.进一步，开启信号模块还包含：放大电阻，放大电阻的一端连接一固定电压，另一端与比较器的输出端相连，初始转移弧电流与电流给定信号的差值信号经放大电阻放大后获得转移弧电流开启信号。
11.进一步，稳流电路包含：
12.滤波器，滤波器的输入端输入初始转移弧电流；
13.电压跟随器，电压跟随器的输入端与滤波器的输出端相连，输出端与比较器的反相输入端相连。
14.进一步，滤波器包含相互串接的第一阻容滤波电路和第二阻容滤波电路，第一阻
容滤波电路和第二阻容滤波电路分别包含串接的滤波电阻和滤波电容。
15.进一步，开启信号模块还包含：第二滤波器，第二滤波器串接在电压跟随器的输出端与比较器的反相输入端之间。
16.进一步，控制信号模块包含：运算放大器，运算放大器的同相输入端输入电压给定信号，反向输入端输入实时转移弧电流，输出端与控制器相连，用于输出转移弧电流控制信号，转移弧电流控制信号为电压给定信号与实时转移弧电流的比较值。
17.进一步，控制信号模块还包含：分压电路，分压电路的输入端与高电平相连，分压电路的输出端与运算放大器的同相输入端相连，输出电压给定信号。
18.进一步，转移弧驱动模块包含：
19.igbt，igbt的栅极与控制器相连，用于接收转移弧电流控制信号，集电极与等离子切割机的主回路相连；
20.检测电阻，检测电阻的两端分别与等离子切割机的焊片的工作正极和igbt的发射极相连，检测电阻与igbt的发射极的连接端输出实时转移弧电流。
21.进一步，检测电阻为大功率电阻。
22.根据本实用新型实施例的转移弧电流控制电路，采用大功率电阻代替霍尔传感器检测转移弧电流，成本大大降低，且体积也大幅缩小。
23.要理解的是，前面的一般描述和下面的详细描述两者都是示例性的，并 且意图在于提供要求保护的技术的进一步说明。
附图说明
24.图1为根据本实用新型实施例转移弧电流控制电路的控制原理图；
25.图2为根据本实用新型实施例转移弧电流控制电路的开启信号模块的电路原理图；
26.图3为根据本实用新型实施例转移弧电流控制电路的控制信号模块的电路原理图；
27.图4为根据本实用新型实施例转移弧电流控制电路的转移弧驱动模块的电路原理图。
具体实施方式
28.以下将结合附图，详细描述本实用新型的优选实施例，对本实用新型做进一步阐述。
29.首先，将结合图1~4描述根据本实用新型实施例的转移弧电流控制电路，用于转移弧电流的实时控制，其应用场景很广。
30.如图1所示，本实用新型实施例的转移弧电流控制电路，用于等离子切割机，包含控制器1，控制器1用于输出转移弧驱动信号drv，转移弧驱动信号drv用于控制转移弧电流的输出和关闭，包含：开启信号模块1、控制信号模块2和转移弧驱动模块3。其中，开启信号模块1的输入端输入初始转移弧电流cfb，输出端与控制器1相连，用于生成并向控制器1输出转移弧电流开启信号open；控制信号模块2的输入端输入实时转移弧电流z_cfb，输出端与控制器1相连，用于生成并向控制器1输出转移弧电流控制信号sig，控制器1根据转移弧
电流开启信号open和转移弧电流控制信号sig生成转移弧驱动信号drv；转移弧驱动模块3的输入端与控制器1的输出端相连，输出端与等离子切割机的焊片的工作正极gun+相连，控制器1将转移弧驱动信号drv输出至转移弧驱动模块3，用于控制转移弧电流的输出和关闭。
31.具体地，如图1、2所示，开启信号模块1包含：稳流电路11和比较器u1a。其中，稳流电路11的输入端输入初始转移弧电流cfb；比较器u1a的反相输入端与稳流电路11的输出端相连，同相输入端输入电流给定信号，用于生成转移弧电流开启信号open，转移弧电流开启信号open为初始转移弧电流cfb与电流给定信号的差值信号，在本实施例中，比较器u1a选用运算放大器做比较器用。
32.进一步，在本实施例中，如图1所示，开启信号模块1还包含：放大电阻r1，其一端连接一固定电压，在本实施例中，该固定电压选用5v，另一端与比较器u1a的输出端相连，初始转移弧电流cfb与电流给定信号cu_gd的差值信号经放大电阻r1放大后获得转移弧电流开启信号open。
33.进一步，如图1所示，稳流电路11包含：滤波器111和电压跟随器u2a。其中，滤波器111的输入端输入初始转移弧电流cfb；电压跟随器u2a的输入端与滤波器111的输出端相连，输出端与比较器u1a的反相输入端相连。
34.进一步，滤波器111包含相互串接的第一阻容滤波电路1111和第二阻容滤波电路1112，分别包含串接的第一滤波电阻r2和第一滤波电容c1，第二滤波电阻r4和第二滤波电容c2。
35.进一步，开启信号模块1还包含：第二滤波器112，其串接在电压跟随器u2a的输出端与比较器u1a的反相输入端之间。
36.具体地，如图1、3所示，控制信号模块2包含：运算放大器u3a，其同相输入端输入电压给定信号v_gd，反向输入端输入实时转移弧电流z_cfb，输出端与控制器1相连，用于输出转移弧电流控制信号sig，转移弧电流控制信号sig为电压给定信号v_gd与实时转移弧电流z_cfb的比较值。
37.进一步，在本实施例中，如图3所示，控制信号模块2还包含：分压电路21，分压电路21的输入端与高电平vcc相连，分压电路21的输出端与运算放大器u3a的同相输入端相连，输出电压给定信号v_gd。
38.具体地，如图1、4所示，转移弧驱动模块3包含：igbt（insulated gate bipolar transistor，绝缘栅双极型晶体管）31和检测电阻r3，其栅极与控制器1相连，用于接收转移弧电流控制信号sig，集电极与等离子切割机的主回路相连，检测电阻r3的两端分别与等离子切割机的焊片的工作正极gun+和igbt31的发射极相连，检测电阻r3与igbt31的发射极的连接端输出实时转移弧电流z_cfb，在本实施例中，检测电阻r3为大功率电阻，由于转移弧电流检测只需要知道有没有，和什么时候出现，而切割电流由其它专门的电流传感器来检测，因此，只需要通过大功率电阻即可实现对转移弧电流的检测，从而实现对转移弧电流的控制。
39.当工作时，如图2所示，初始转移弧电流cfb经滤波器111和滤波和电压跟随器u2a后，产生稳定的电流反馈信号，然后再经第二滤波器112滤波消除干扰后，接到比较器u1a的反相输入端，电流给定信号cu_gd经过滤波后输入比较器u1a的同相输入端与稳定的电流反馈信号比较，二者的差值信号经放大电阻r1放大后获得转移弧电流开启信号open，输入控
制器1。如图3所示，由分压电路21产生的电压给定信号v_gd经滤波后接到运算放大器u23a的同相输入端，电流反馈信号zyh_cfb经滤波后输入到运算放大器u23a的反相输入端，比较产生转移弧电流控制信号sig，然后输入控制器1。控制器1接收到转移弧电流开启信号open和转移弧电流控制信号sig，通过压频转化，输出转移弧驱动信号drv控制igbt31的开通关断。
40.当处于转移弧状态时，igbt31导通，形成转移弧回路，通过检测检测电阻r3两端的电压可以得知转移弧电流的变化，当检测到实时转移弧电流z_cfb变化时，控制器1输出的转移弧驱动信号drv也随之变化，igbt31状态也会发生变化，从而实现对转移弧电流的控制，维持转移弧状态或者进入切割工作状态。
41.以上，参照图1~4描述了根据本实用新型实施例的转移弧电流控制电路，采用大功率电阻代替霍尔传感器检测转移弧电流，成本大大降低，且体积也大幅缩小。
42.需要说明的是，在本说明书中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包含
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
43.尽管本实用新型的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本实用新型的保护范围应由所附的权利要求来限定。