專利名稱：逆變式電焊機控制裝置及其控制方法
技術領域：
本發明涉及一種電焊機控制裝置和控制方法，特別是涉及一種單端正激 逆變式電焊機控制裝置和控制方法。
背景技術：
現有的國內生產的單端正激逆變式電焊機存在著結構復雜、可靠性差、 返修率高等不足。單端正激逆變式電焊機的逆變原理是高頻變壓器變換功率 晶體管放大的高頻脈沖控制信號，因此，提供控制信號的控制裝置是單端正
激逆變式電焊機整機工作可靠性的關鍵；手工焊接時，單端正激逆變式電焊 機處在頻繁短路引弧狀態，單端正激逆變式電焊機中的功率晶體管承受的工 作頻率高、電流變化大，而晶體管的熱容量極小，千分之一秒的失控就能造 成功率晶體管過流損壞，甚至在開機時，瞬間的啟動電流沖擊也能將其損壞，
現有的單端正激逆變式電焊機普遍采用電壓型脈沖寬度控制方式，屬于間接 控制，其控制系統環節復雜、反應慢，工作期間，功率晶體管往往得不到及 時關斷的信號，而過流損壞，從而使得單端正激逆變式電焊機不能可靠工作。
發明內容
本發明提供一種逆變式電焊機控制裝置和控制方法，電流控制精度高、 結構簡單、可靠性好。
為了達到上述目的，本發明提供一種逆變式電焊機控制裝置，包括 電源電^各；
延時控制電路，其電路連接所述的電源電路； 驅動電路，其電路連接所述的電源電路； 脈沖控制電路，其輸入端連接所述驅動電路的輸出端； 反饋電路，其電路連接所述的脈沖控制電路；電流調節電路，其電路連接所述的脈沖控制電路； 電流檢測電路，其電路連接所述的反饋電路；
功率場效應管，該功率場效應管4冊極、源極對應連接所述的驅動電路；
功率場效應管源極線路上設置電流互感器；
啟動繼電器，該啟動繼電器線圈的兩端并聯所述的延時控制電路； 控制變壓器，該控制變壓器的輸出繞組兩端并聯所述的電源電路； 還包含電路連接所述脈沖控制電路的過溫保護電路、過壓過流保護電路
和報警電路；
電源電路的作用是將控制變壓器輸出的交流電變成直流電，為本裝置提 供穩定的直流電源；
單端正激逆變式電焊機啟動時，本電路的直流電延時1秒輸出，通過外 接點加于啟動繼電器線圏兩端，控制啟動繼電器延遲動作，延時控制電路的 作用是提供單端正激逆變式電焊機的軟啟動程序；延時期間，單端正激逆變 式電焊機的主電路由電阻限流供電，這種電阻限流的啟動方式稱為軟啟動， 目的是限制啟動初始的沖擊電流，保護設備主電路上的功率元件；
驅動電路的作用是放大、隔離、輸出脈沖控制信號，驅動功率場效應管； 脈沖控制電路的作用是為驅動電路提供頻率不變的脈沖寬度調制信號，同時 把反饋的脈沖電流信號值與設定值、極限值比較，根據比較結果大小，相應 調控每個脈沖的寬度值，從而為驅動電路提供頻率不變、脈沖寬度最大為1 / 2脈沖周期的單向脈沖寬度調制信號；
反饋電路的作用是傳送與修整來自電流互感器的電流信號；
電流調節電路的作用是調節工作電流的設定值；
電流檢測電路的作用是測取功率場效應管的脈沖電流信號；
過溫保護電路的作用是在溫度超過限定值時，切斷電源，使電焊機停止 工作；
過壓過流保護電路的作用是在電壓或者電流超過限定值時，切斷電源， 使電焊機停止工作；
報警電路的作用是當電焊機在過溫保護電路或者過壓過流保護電路的作 用下停止工作時，發出報警信號；本發明還提供一種逆變式電焊機的控制方法，包含以下步驟 步驟1、開始延時控制，啟動繼電器保持靜止，單端正激逆變式電焊機 進入電阻限流驅動程序；
步驟2、按固定周期產生單向方波脈沖；
步驟3、放大、隔離、輸出方波脈沖，驅動功率場效應管開通； 步驟4、測取功率場效應管的脈沖電流信號，修整電流信號值； 步驟5、確定脈沖的寬度值；
步驟5.1、電流信號值與設定值、極P艮值比較，如果達到設定值或者極限 值，進行步驟5.2,如果達不到設定值，進行步驟5.3; 步驟5.2、這個脈沖的寬度實時截止，進行步驟5.4; 步驟5.3、脈沖寬度將達到最大為1/2脈沖周期時自動截止，進行步驟
5.4;
步驟5.4、通過比較，確定出脈沖的寬度值，本周期方波脈沖截止； 步驟5.5、功率場效應管關斷，其脈沖電流受到控制； 步驟6、高頻率反復步驟2、步驟3、步驟4和步驟5，功率場效應管受 控運行，單端正激逆變式電焊機進入高頻逆變運行軟啟動程序；
步驟7、延時達到一定時間，發出控制信號，驅動啟動繼電器吸合，單 端正激逆變式電焊機進入高頻逆變運行；
步驟8、功率場效應管受控逐波限流，焊接時，工作電流恒定； 步驟9、電位器調節設定值，工作電流得到可調節的恒流控制。 本發明可以通過以上步驟實現一種使單端正激逆變式電焊機具有高頻逆 變運行控制、高頻脈沖電流的逐個兩級^r控及工作電流可調性恒流控制的功 能,從而可以使這種單端正激逆變式電焊機控制裝置集全部控制功能于一體， 裝配工藝簡化，成本降低，并無控制死角，整機始終都能可靠的工作，所以 具有功能齊全、電流控制精確、成本低和安裝簡便的特點。
圖1為本發明的電路連接關系示意圖。
具體實施例方式
以下根據圖1具體說明本發明的較佳實施方式
如圖1所示，本發明提供一種逆變式電焊機控制裝置，包括
電源電路101;
延時控制電路102，其電路連接所述的電源電路101; 驅動電路103,其電路連接所述的電源電路101; 脈沖控制電^各104,其輸入端連接所述驅動電if各103的輸出端； 反饋電路105，其電路連接所述的脈沖控制電路104; 電流調節電路107，其電路連接所述的脈沖控制電路104; 電流檢測電路106,其電路連接所述的反々赍電路105; 功率場效應管110，該功率場效應管柵極、源極對應連接所述的驅動電 路103;功率場效應管源極線路上設置電流互感器LH;
啟動繼電器109,該啟動繼電器線圏的兩端并聯所述的延時控制電路
102;
控制變壓器108,該控制變壓器的輸出繞組兩端并聯所述的電源電路
101;
還包含電路連接所述脈沖控制電路104的過溫保護電路111、過壓過流 保護電路112和報警電路113;
電源電路101包含依次電路連接的型號為KBP202的整流集成電路IC1 和型號為NEC7815的三端穩壓集成電路IC2，還包含若干電容，所述的電容 可為電解電容；
延時控制電路102包含型號為BT169的單向可控硅SCR,還包含若干二 極管、電阻和電解電容；
驅動電路103包含型號為IRFD9120的場效應三極管Ql ，型號為IRFlSl20 的場效應三極管Q2，若干二極管、電阻、電容，還包含驅動變壓器；
脈沖控制電路104包含型號為UC3845的電流型脈沖寬度調制集成塊 101C3，若干電阻、電容、電解電容、二極管；
反饋電路105包含若干二極管、電阻；
本發明還提供一種逆變式電焊機的控制方法，包含以下步驟步驟1、開始延時控制，啟動繼電器保持靜止，單端正激逆變式電焊機
進入電阻限流驅動程序；
步驟2、按固定周期產生單向方波脈沖；
步驟3、；改大、隔離、輸出方波脈沖，驅動功率場效應管開通； 步驟4、測取功率場效應管的脈沖電流信號，修整電流信號值； 步驟5、確定脈沖的寬度值；
步驟5.1、電流信號值與設定值、極限值比較，如果達到設定值或者極限 值，進行步驟5.2,如果達不到設定值，進行步驟5.3; 步驟5.2、這個脈沖的寬度實時截止，進行步驟5.4; 步驟5.3、脈沖寬度將達到最大為1/2脈沖周期時自動截止，進行步驟
5.4;
步驟5.4、通過比較，確定出脈沖的寬度值，本周期方波脈沖截止；
步驟5.5、功率場效應管關斷，其脈沖電流受到控制；
步驟6、高頻率反復步驟2、步驟3、步驟4和步驟5，功率場效應管受
控運行，單端正激逆變式電焊機進入高頻逆變運行軟啟動程序；
步驟7、延時達到一定時間，發出控制信號，驅動啟動繼電器吸合，單
端正激逆變式電焊機進入高頻逆變運行；
步驟8、功率場效應管受控逐波限流，焊接時，工作電流恒定； 步驟9、電位器調節設定值，工作電流得到可調節的恒流控制。
權利要求
1.一種逆變式電焊機控制裝置，其特征在于，包括電源電路(101)；延時控制電路(102)，其電路連接所述的電源電路(101)；驅動電路(103)，其電路連接所述的電源電路(101)；脈沖控制電路(104)，其輸入端連接所述驅動電路(103)的輸出端；反饋電路(105)，其電路連接所述的脈沖控制電路(104)。
2. 如權利要求1所述的逆變式電焊機控制裝置，其特征在于，該控制裝置還 包含電流調節電路(107),其電路連接所述的脈沖控制電路(104); 電流檢測電路(106),其電路連接所述的反饋電路(105); 功率場效應管(IIO)，該功率場效應管柵極、源極對應連接所述的驅 動電路(103 );啟動繼電器(109)，該啟動繼電器線圏的兩端并聯所述的延時控制電 路(102);控制變壓器(108)，該控制變壓器的輸出繞組兩端并聯所述的電源電 路(101)。
3. 如權利要求1所述的逆變式電焊機控制裝置，其特征在于，還包含電路連 接所述脈沖控制電路(104)的過溫保護電路(111)、過壓過流保護電路(112)和報警電路(113)。
4. 如權利要求2所述的逆變式電焊機控制裝置，其特征在于，所述的功率場 效應管源極線路上設置電流互感器。
5. 如權利要求1所述的逆變式電焊機控制裝置，其特征在于，所述的電源電 路(IOI)包含依次電路連接的整流集成電路和三端穩壓集成電路，還包 含若干電容。
6. 如權利要求1所述的逆變式電焊機控制裝置，其特征在于，所述的延時控 制電路(102)包含單向可控硅，還包含若干二極管、電阻和電解電容。
7. 如權利要求1所述的逆變式電焊機控制裝置，其特征在于，所述的驅動電 路(103)包含若干場效應三極管，若干二極管、電阻、電容，還包含驅動變壓器。
8. 如權利要求1所述的逆變式電焊機控制裝置，其特征在于，所述的脈沖控 制電路(104)包含電流型脈沖寬度調制集成電路，若干電阻、電容、電 解電容、二極管。
9. 如權利要求1所述的逆變式電焊機控制裝置，其特征在于，所述的反饋電 路(105)包含若干二極管、電阻。
10. —種逆變式電焊機的控制方法，其特征在于，包含以下步驟步驟l、開始延時控制，啟動繼電器保持靜止，單端正激逆變式電焊 機進入電阻限流驅動程序；步驟2、按固定周期產生單向方波脈沖；步驟3、放大、隔離、輸出方波脈沖，驅動功率場效應管開通； 步驟4、測取功率場效應管的脈沖電流信號，修整電流信號值； 步驟5、確定脈沖的寬度值；步驟6、高頻率反復步驟2、步驟3、步驟4和步驟5，功率場效應管 受控運行，單端正激逆變式電焊機進入高頻逆變運行軟啟動程序；步驟7、延時達到一定時間，發出控制信號，驅動啟動繼電器吸合， 單端正激逆變式電焊機進入高頻逆變運行；步驟8、功率場效應管受控逐波限流，焊接時，工作電流恒定；步驟9、電位器調節設定值，工作電流得到可調節的恒流控制。
11. 如權利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述的步驟5包含以下步驟步驟5.1、電流信號值與設定值、極P艮值比較，如果達到設定值或者 極P艮值，進行步驟5.2，如果達不到設定值，進行步驟5.3;步驟5.2、這個脈沖的寬度實時截止，進行步驟5.4;步驟5.3、脈沖寬度將達到最大為1/2脈沖周期時自動截止，進行步 驟5.4;步驟5.4、通過比較，確定出脈沖的寬度值，本周期方波脈沖截止； 步驟5.5、功率場效應管關斷，其脈沖電流受到控制。
全文摘要
一種逆變式電焊機控制裝置及其控制方法，控制裝置包含電路連接的電源電路、延時控制電路、驅動電路、脈沖控制電路、反饋電路、電流調節電路和電流檢測電路，通過本控制方法實現一種使單端正激逆變式電焊機具有高頻逆變運行控制、高頻脈沖電流的逐個兩級檢控及工作電流可調性恒流控制的功能，從而可以使這種單端正激逆變式電焊機控制裝置集全部控制功能于一體，裝配工藝簡化，成本降低，并無控制死角，整機始終都能可靠的工作，所以具有功能齊全、電流控制精確、成本低和安裝簡便的特點。
文檔編號B23K9/10GK101306486SQ20081004035
公開日2008年11月19日 申請日期2008年7月8日 優先權日2008年7月8日
發明者郁麗芳 申請人:上海滬工電焊機制造有限公司