一種微處理器控制鋁基電路板逆變焊機的結構制造技術

本實用新型專利技術涉及一種微處理器控制鋁基電路板逆變焊機的結構，包括電路板，所述的電路板設計分為兩個部分，一個部分為鋁基電路板及其散熱器，另一個部分電路板為焊機的控制電路板；焊機的功率電路布置在鋁基電路板上，焊機的其它控制電路則布置在控制電路板；它是為滿足國內外眾多的家庭或焊接量相對較少的用戶使用而進行設計和開發的，適合于直徑1.6～5.0mm的電焊條進行手工電弧焊，焊機的輸出電流變化范圍：10～160A，額定電流160A，額定負載電壓26.4V，額定負載持續率15%，具有高效、節能、節材、體積小、重量輕、移動方便等優點。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及160A逆變式手弧焊機是一種采用了微處理器控制的小型電焊機女口廣叩ο
技術介紹
當前，電焊機產品市場的競爭十分激烈，對產品的性能要求也越來越高。不僅體現在技術的先進性和優勢上，還在很大程度上取決于生產制造工藝的先進性、生產效率的高低、生產成本的多少，產品的一致性和可靠性等方面。鋁基電路板技術，即鋁板上附有電路的電子電路及其加工技術、工藝，在照明電路等應用領域已經基本成熟。這主要是因為在這些領域，其控制的電流比較小，對散熱等要求不高，故實現起來比較容易。但是，對電焊機來說，其需要控制的電流比較大，幾十安 170A，甚至更大，故實現起來的難度就非常大，需要解決的技術難題比較多，產品難以實現商品化和產業化。這也是電焊機行業很少采用鋁基電路板制造電焊機產品的根本原因。本技術焊機經過多年的研究和開發，技術人員積累了大量的技術和開發經驗，解決了焊機鋁基電路板的大電流控制和其散熱，鋁基電路板加工工藝，以及電路工作可靠性等問題，最終使本技術焊機產品成功進入了國際市場，滿足用戶的使用要求。
技術實現思路
本技術的目的在于提供微處理器控制鋁基電路板逆變焊機的結構，它是為滿足國內外眾多的家庭或焊接量相對較少的用戶使用而進行設計和開發的，適合于直徑1.6 5.0mm的電焊條進行手工電弧焊，焊機的輸出電流變化范圍:10 160A，額定電流160A，額定負載電壓26.4V，額定負載持續率15%，具有高效、節能、節材、體積小、重量輕、移動方便等優點。為實現上述目的采用以下技術方案:—種微處理器控制鋁基電路板逆變焊機的結構，包括電路板，其特征在于:所述的電路板設計分為兩個部分，一個部分為鋁基電路板及其散熱器，另一個部分電路板為焊機的控制電路板；焊機的功率電路布置在鋁基電路板上，焊機的其它控制電路則布置在控制電路板。所述的鋁基電路板上布置有若干個貼片式單管IGBT和快速恢復整流二極管，鋁基電路板上的器件與其散熱器之間在電氣上是不連通。所述的鋁基電路板通過螺絲與其自身的散熱器連接在一起，鋁基電路板與控制電路板再通過螺絲連接在一起，構成電路的連通；鋁基電路板的整流輸出正、負端通過導線分別連接到焊機的輸出快速接頭；逆變變壓器、濾波電解電容、微處理器和其它的控制電路部分安裝并焊接在控制電路板上；控制電路板支架固定在焊機底板的上方。本技術的弧焊機是一種采用了微處理器控制的小型電焊機產品，具體是一種采用貼片式單管IGBT以及快速恢復整流二極管等器件組成的逆變主電路及其控制電路構成的直流手工電弧焊機；焊機的多個貼片式單管IGBT以及快速恢復整流二極管等電路布置在一塊鋁基電路板上，其它的控制電路布置在另外一塊控制電路板上；焊機的兩塊電路板采用了大量的貼片電子元器件和SMT工藝方法進行自動、高效加工，人工參與的工作量大為減少，因而焊機具有結構緊湊、加工工藝方法先進、生產效率高、制作成本低等優勢，也提高了產品的市場競爭力。附圖說明附圖1是本技術焊機的結構示意圖；圖1中部份清單:1、背帶；2、焊機外殼；3、外殼螺絲；4、散熱器；5、鋁基電路板；6、螺絲；7、電流調節電位器旋鈕；8、控制電路板；9、逆變主變壓器；10、控制電路板支架；11、電路板螺絲；12、電源輸入電纜；13、冷卻風扇；14、焊機底板；15、焊機的輸出快速接頭。具體實施方式如圖1所示，焊機由電流調節電位器旋鈕7、冷卻風扇13、鋁基電路板5及其散熱器4、帶微處理器的控制電路板8、逆變主變壓器9、焊機的輸出快速接頭15、電源輸入電纜12等組成。所述的鋁基電路板5上主要設計布置有若干個貼片式單管IGBT和若干個快速恢復整流二極管，控制電路板上的電阻、電容、穩壓管主要構成IGBT和快速恢復二極管的保護電路，以保證它們的可靠工作；電路布置在一塊4W鋁基電路板5上，IGBT功率開關和快速恢復整流管器件與焊機的逆變主變壓器等部分共同構成雙單端逆變主電路；鋁基電路板上的器件與其散熱器之間在電氣上是不連通的，兩者之間有絕緣要求；器件在工作中產生的熱量可通過鋁基電路板傳導，并通過與鋁基電路板緊貼安裝的散熱器4散熱，其目的是保證IGBT功率開關和快速恢復整流管器件的工作可靠性；采用4W的鋁基電路板，其導熱性明顯優于2W的鋁基電路板，可使鋁基電路板上器件的溫度降低很多，有利于鋁基電路板上這些大功率器件的可靠工作，這種單管IGBT和快速恢復整流二極管的電路布置方式與現有逆變焊機有著明顯的差別，后者通常是把這些器件焊裝在傳統的PCB電路板上，并為這些器件設置相應的散熱器，這是本技術焊機與普通逆變焊機的重要差異所在。焊機工作時，通過電源輸入電纜12接入供電電源，從最小順時針旋轉焊機電流調節電位器旋鈕7，則打開開關，接通控制電路板8上的電源，同時，設定焊接電流的大小，此時，控制電路板8上的開關電源部分可產生+24V等電路工作需要的直流電源，可使電路工作，使焊機輸出空載電壓，進入準備焊接的狀態；焊機采用雙單端逆變主電路，它由控制電路板8上的單相整流和濾波電路、鋁基電路板組件5上的IGBT和快速恢復二極管整流電路，以及逆變主變壓器9等組成；本技術焊機電路沒有采用控制電源變壓器作為電源的變壓器，而是采用逆變主變壓器附加次級繞組的形式來產生控制電路所需要的直流+15V電壓；方法是:通過逆變變壓器Tl的次級繞組獲得交流電壓。該交流電壓經過整流后變為直流電壓，通過三端集成穩壓器及其附屬電路，獲得穩定的十15V直流電壓，該電壓供給控制電路，使這些電路能夠正常工作，在控制電路的作用下，可獲得幾十KHz的脈沖寬度調制(PWM)信號。通過該信號可使鋁基電路板5上的IGBT處于高頻通、斷的控制狀態；因此，可在逆變主變壓器9的初級繞組中產生高頻交變電流和電壓，通過逆變主變壓器9的降壓作用，獲得一定的高頻交流電壓和電流，經鋁基電路板5上的快速恢復二極管的整流，從而在焊機的輸出快速接頭15兩端獲得滿足焊接要求的直流電壓和電流；溫度保護繼電器安裝在鋁基電路板5上，當其溫度達到其動作溫度時，在電路的控制下，過熱指示燈會亮，同時，驅動IGBT工作的脈沖寬度調制信號會使電焊機的輸出電流和電壓很低，從而保護焊機不會因為過熱或過流而損壞IGBT，電流檢測互感器可檢測主變壓器的初級電流，輸出電流大，則檢測到電流信號也較大，該電流檢測信號作為電流負反饋信號，與調節焊接電流大小的電流調節電位器旋鈕7產生的電流給定信號進行比較，通過電路的控制，可獲得驅動IGBT工作的脈沖寬度調制信號。該信號的頻率是固定的，可達幾十KHz左右，但是，脈沖的寬度則是會改變的，其變化規律是:焊接時，當電流調節電位器旋鈕7產生的電流給定信號增大時，輸出的焊接電流也會隨之增加。反之，則會減?。划旊娏髡{節電位器旋鈕7產生的電流給定信號不變時，隨著焊接電流的增加，電流負反饋信號增大，由于它的極性與給定信號的極性相反，因此，通過電路的控制，會使驅動IGBT工作的脈沖寬度減小，于是IGBT的脈沖寬度也隨之減小，IGBT的導通時間縮短，這就會使輸出的電壓降低，即在給定不變的情況下，焊接電流增大，輸出電壓降低。這也就是獲得了所謂的滿足手工電弧焊要求的下降外特性。本技術電路板及結構布局設計有自己的特點，它是一種采用了微處理器控制的小型電焊機產品，具本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種微處理器控制鋁基電路板逆變焊機的結構，包括電路板，其特征在于：所述的電路板設計分為兩個部分，一個部分為鋁基電路板（5）及其散熱器（4），另一個部分電路板為焊機的控制電路板（8）；焊機的功率電路布置在鋁基電路板（5）上，焊機的其它控制電路則布置在控制電路板。

【技術特征摘要】
1.一種微處理器控制鋁基電路板逆變焊機的結構，包括電路板，其特征在于:所述的電路板設計分為兩個部分，一個部分為鋁基電路板(5)及其散熱器(4)，另一個部分電路板為焊機的控制電路板(8);焊機的功率電路布置在招基電路板(5)上，焊機的其它控制電路則布置在控制電路板。2.如權利要求1所述的一種微處理器控制鋁基電路板逆變焊機的結構，其特征在于:所述的鋁基電路板(5)上布置有若干個貼片式單管IGBT和快速恢復整流二極管，鋁基電路板(5)上的器件與其散熱器(4)...

【專利技術屬性】
技術研發人員：朱宣東，孫敏，魏繼昆，朱宣輝，陳法慶，
申請(專利權)人：浙江肯得機電股份有限公司，
類型：實用新型
國別省市：