电焊机机芯及其电源输入电路单元和电源输入emc电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种电焊机机芯及其电源输入电路单元和电源输入EMC电路，该电焊机机芯包括PCB板，设置在PCB板上的电源输入电路单元，以及安装在PCB板上的功率器件、冷却风机和多个散热器，多个散热器分别设置于功率器件周围，冷却风机设置于多个散热器一侧，且多个散热器之间形成多个散热通道。本实用新型通过对电源输入端进行EMI设计改进，对PCB基板布局布线进行设计改进，以及对系统内部结构进行优化设计，提高了产品的电磁兼容性，且结构简单，效果明显。
【专利说明】电焊机机芯及其电源输入电路单元和电源输入EMC电路
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种POWER平台电焊机，尤其是涉及一种电焊机机芯及其电源输入电路单元和电源输入EMC电路。
【背景技术】
[0002]随着工业电子技术的不断发展，工业产品的生产设计者不得不更加重视产品的电磁干扰问题，其中主要有三个原因:一是无论产品的设计多么先进，如果它不能通过EMI标准认证的话，就不能够在市场上销售；二是如果生产出来的产品未能通过EMI标准认证，必然要采取改进设计或增加EMI抑制元件的方法改善产品的电磁兼容性，这样势必会增加产品生产的成本，从而降低了产品在市场上的竞争力；三是产品在未能通过EMI标准认证之后所进行的电磁兼容性改进，必然推迟了产品的上市时间，从而可能使生产者丧失赚取最大利润的机会。从产品的研究、设计、试验调试、到最终形成产品推向市场的整个过程中，越早考虑产品的EMI设计问题，则保证产品电磁兼容性所花费的额外开销越小。
[0003]现有电焊机内部结构复杂，机器内部元器件布局不够合理，在工作中产生大量的电磁干扰，严重污染了公用电网和自身的工作稳定性。
【发明内容】
[0004]基于此，本实用新型在于克服现有技术的缺陷，提供一种能够减轻电磁干扰的电焊机机芯及其电源输入电路单元和电源输入EMC电路。
[0005]本实用新型提出一种电源输入EMC电路，其技术方案如下:
[0006]一种电源输入EMC电`路，包括连接在火线和地线间的共模电容C1，连接零线和地线间的共模电容C2，以及依次并联在火线与零线间的差模电容C3、共模电感L1、差模电容C4和共模电感L2。
[0007]电路中分别跨接在输入火线和零线之间的电容C3和C4构成差模电路，可以吸收电路中的差模干扰成分；电路模块中两个电感LpL2为共模电感，能很好的吸收电路中的共模电磁干扰，LpL2XpC2构成共模电路，能吸收电路中的共模干扰成分。本实用新型中电源输入部分经过电源输入EMC电路(即电源输入电磁兼容性电路)电路部分给整机供电，在焊机运行过程中，电源输入EMC电路一方面可以阻止电网中高次谐波干扰进入机器内部而影响机器的正常工作，另一方面阻止机器本身工作产生的电磁干扰通过电源线传导到电网中。
[0008]下面对进一步技术方案进行说明:
[0009]优选的,包括电感L3,与电感1^3—端连接的接地节点，电感L3另一端接地。即在接地节点与地之间接入电感L3，此电感可滤去外界电源插口引入的高频干扰信号。
[0010]优选的，共模电感L1S非晶磁芯构造，非晶磁芯上对称缠绕漆包铜线；共模电感匕2为铁氧体磁芯构造，铁氧体磁芯上缠绕高温绝缘线。这种电感能很好地吸收电路中的共模电磁干扰。
[0011]本实用新型提出一种电源输入电路单元，包括电源输入EMC电路，与电源输入EMC电路连接的整流桥电路，以及分别与整流桥电路两输出端连接的正极端子和负极端子，以及分别与正极端子、负极端子连接的正极端子布线、负极端子布线，正极端子布线和负极端子布线分别在PCB板的正反两面对应设置。这种在基板正反两面对称设置正极端子布线和负极端子布线，使电源中电磁干扰相互抵消，使整个系统具有良好的电磁兼容特性。
[0012]本实用新型还提出一种POWER平台的电焊机机芯，包括PCB板，设置在PCB板上的电源输入电路单元，以及安装在PCB板上的功率器件、冷却风机和多个散热器，多个散热器分别设置于功率器件周围，冷却风机设置于多个散热器一侧，且多个散热器之间形成多个散热通道。这种设计结构对称，安装简单，通道结构利用率高，有利于功率器件的散热，可提高器件工作稳定性，减少功率器件电磁干扰的产生。
[0013]优选的是，包括安装于PCB板上的挡风板，挡风板将多个散热器包围，挡风板两端开口形成挡风板风道，挡风板风道一端与冷却风机对应。风道结构更有利于功率器件的散热，提高功率器件工作稳定性减少功率器件电磁干扰的产生，同时也对风道内部的器件起到保护作用。
[0014]本实用新型具有如下突出优点:通过对电源输入端进行EMI设计改进，对PCB基板布局布线进行设计改进，以及对系统内部结构进行优化设计，提高了产品的电磁兼容性，且结构简单，效果明显。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型实施例所述电焊机机芯结构示意图；
[0016]图2是本实用新型实施例所述电焊机机芯分解示意图；
[0017]图3是本实用新型实施例所述电焊机机芯的电源输入EMC电路的实物示意图；
[0018]图4是本实用新型实施例所述电焊机机芯电源输入EMC电路的电路示意图；
[0019]图5 (a)是本实用新型实施例所述电焊机机芯的电焊机在空载状态下EMI传导测试结果图；
[0020]图5 (b)是传统电焊机在空载状态下EMI传导测试结果图；
[0021]图6 (a)是本实用新型实施例所述电焊机机芯的电焊机在负载状态下EMI传导测试结果图；
[0022]图6 (b)是传统电焊机在负载状态下EMI传导测试结果。
[0023]附图标记说明:
[0024]10-电焊机机芯，100-PCB板，110-电源输入EMC电路，120-后级电路，200-挡风板，210-右挡风板，220-左挡风板，300-冷却风机，400-功率器件，500-散热器。
【具体实施方式】
[0025]下面对本实用新型的实施例进行详细说明:
[0026]如图1和图2所示，本实用新型提出一种POWER平台的电焊机机芯10，包括PCB板100，设置在PCB板100上的电源输入电路单元，以及安装在PCB板100上的功率器件400、冷却风机300和多个散热器500,多个散热器500分别设置于功率器件400周围,冷却风机300设置于多个散热器500 —侧，且多个散热器500之间形成多个散热通道。这种设计结构对称，安装简单，通道结构利用率高，有利于功率器件400的散热，可提高器件工作稳定性，减少功率器件400电磁干扰的产生。
[0027]该POWER平台的电焊机机芯10还包括安装于PCB板100上的挡风板200，挡风板200将多个散热器500包围，挡风板200两端开口形成挡风板风道，挡风板风道一端与冷却风机300对应。挡风板分为左挡风板220和右挡风板210，便于拆装。风道结构更有利于功率器件400的散热，提高功率器件400工作稳定性减少功率器件400电磁干扰的产生，同时也对风道内部的器件起到保护作用。
[0028]另外，该POWER平台的电焊机整体机芯系统10包括电源输入电路单元。该电源输入电路单元包括电源输入EMC电路(即电源输入电磁兼容性电路)110，与电源输入EMC电路110连接后续电路120，后续电路120包括整流桥电路(附图中未示出)，以及分别与整流桥电路两输出端连接的正极端子和负极端子，以及分别与正极端子、负极端子连接的正极端子布线、负极端子布线(附图未示出)，正极端子布线和负极端子布线分别在PCB板100的正反两面对应设置。在基板正反两面对称设置正极端子布线和负极端子布线，使电源中电磁干扰相互抵消，使电源的电磁干扰更少，使整个系统具有良好的电磁兼容特性。另外，单相220V/50HZ交流电经电源输入EMC电路、整流桥电路整流电解电容滤波为310V高压直流电压。
[0029]如图3和图4所示，该电源输入电路单元包括电源输入EMC电路(S卩电源输入电磁兼容性电路)110。该电源输入EMC电路110，包括连接在火线和地线间的共模电容C1，连接在零线和地线间的共模电容C2，以及依次并联在火线与零线间的差模电容C3、共模电感U、差模电容C4和共模电感L2。
[0030]电路中分别跨接在输入火线和零线之间的电容C3和C4构成差模电路，其中C3、C4为luF/X2安规电容，可以吸收电路中的差模干扰成分。电路中两个电感LpL2为共模电感，电感量在13mH左右。共模电感L1为非晶磁芯构造，非晶磁芯上对称缠绕漆包铜线；共模电感L2为铁氧体磁芯构造，铁氧体磁芯上缠绕高温绝缘线。这些电感能很好地吸收电路中的共模电磁干扰。Cp C2为3.3nF/Y电容，分别接在两条输入线和地之间，为电路中的共模干扰成分提供回路。U、L2, C1, C2构成共模电路，能吸收电路中的共模干扰成分。
[0031]另外，电源输入EMC电路110还包括电感L3，与电感L3 —端连接的接地节点，电感L3另一端接地。即在接地节点与地之间接入电感L3，此电感可滤去外界电源插口引入的高频干扰信号。
[0032]对具有本实用新型提出的具有POWER平台的电焊机机芯10的电焊机和传统的POWER平台的电焊机分别进行EMI传导测试。本实用新型提出的POWER平台电焊机与传统POWER平台电焊机在空载状态下EMI传导测试结果如下图5 (a)、5 (b)所示，通过对比可以看到本实用新型提出的POWER平台电焊机比传统POWER平台电焊机在电磁传导上有十余个dB的余量；本实用新型提出的POWER平台电焊机与传统POWER平台电焊机在负载状态下EMI传导测试结果如下图6 (a)、6 (b)所示。通过分析与比较可以看到本实用新型POWER平台电焊机在电磁兼容性方面有独特的优势。
[0033]本实用新型中电源输入部分经过具有电源输入电磁兼容性电路(即电源输入EMC电路)HO的电路部分给整机供电，在焊机运行过程中，电源输入EMC电路110 —方面可以阻止电网中高次谐波干扰进入机器内部而影响机器的正常工作，另一方面阻止机器本身工作产生的电磁干扰通过电源线传导到电网中。[0034]以上所述实施例仅表达了本实用新型的【具体实施方式】，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种电源输入EMC电路，其特征在于，包括连接在火线和地线间的共模电容C1，连接在零线和地线间的共模电容C2，以及依次并联在火线与零线间的差模电容C3、共模电感U、差模电容C4和共模电感L2。
2.根据权利要求1所述的电源输入EMC电路，其特征在于，还包括电感L3，与所述电感L3 —端连接的接地节点，所述电感L3另一端接地。
3.根据权利要求1所述的电源输入EMC电路，其特征在于，所述共模电感L1为非晶磁芯构造，所述非晶磁芯上对称缠绕漆包铜线；所述共模电感L2为铁氧体磁芯构造，所述铁氧体磁芯上缠绕高温绝缘线。
4.一种电源输入电路单兀,其特征在于,包括如权利要求1-3任意一项所述的电源输AEMC电路，与所述电源输入EMC电路连接的整流桥电路，以及分别与所述整流桥电路两输出端连接的正极端子和负极端子，以及分别与所述正极端子、负极端子连接的正极端子布线、负极端子布线，所述正极端子布线和负极端子布线分别在PCB板的正反两面对应设置。
5.一种电焊机机芯，其特征在于，包括PCB板，设置在所述PCB板上如权利要求4所述的电源输入电路单元，以及安装在所述PCB板上的功率器件、冷却风机和多个散热器，多个所述散热器分别设置于所述功率器件周围，所述冷却风机设置于多个所述散热器一侧，且多个所述散热器之间形成多个散热通道。
6.根据权利要求5所述的电焊机机芯，其特征在于，包括安装于所述PCB板上的挡风板，所述挡风板将多个所述散热器包围，所述挡风板两端开口形成挡风板风道，所述挡风板风道一端与所述冷却风机对应。
【文档编号】H05K7/20GK203632544SQ201320859996
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2013年12月24日 优先权日:2013年12月24日
【发明者】舒振宇, 朱耀敏 申请人:上海沪工焊接集团股份有限公司