一種采用單管IGBT的逆變弧焊機的電路板結構制造技術

本實用新型專利技術涉及一種采用單管IGBT的逆變弧焊機的電路板結構，包括采用四個單管IGBT、四個快速恢復二極管的逆變主電路及其控制電路，逆變主電路及其控制電路由輸入上電緩沖電路、單管IGBT組成的逆變主電路、IGBT的驅動電路、PWM脈沖寬度調制電路、整流電路、焊機輸出特性控制電路、電源電路組成，所有的這些電路部分和元器件都合理地設計、布置在一塊電路板上；電路板采用了大量的表面貼片電子元器件和SMT表面貼裝工藝方法進行自動加工，故焊機的生產效率高、制作成本低。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種電子控制的焊接設備，具體是一種采用單管IGBT的逆變弧焊機的電路板結構。
技術介紹
IGBT是一種功率開關電子器件，IGBT的封裝(或外形結構)形式是比較多的，可詳見一些相關技術資料的說明，粗略地說，主要有模塊式IGBT和單管IGBT等形式，前者體積大，電流和電壓等級高，價格貴，主要用于工業大電流電器產品的制造；而后者則體積小，電流和電壓等級低，價格低，主要用于小功率和低電流等級電器產品的制造，如小型和家用逆變焊機等。當前，電焊機市場產品的競爭十分激烈，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水平、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。目前，160A以下電流等級的逆變電弧焊機，采用單管IGBT組成的逆變主電路和控制電路構成的逆變焊機種類是比較多的，它們的電路和結構形式也是多種多樣的。不同的電路及其結構設計思路，所采用的具體電路形式和整個電路布置的方式也是不同的；不僅如此，焊機的性能指標包括輸出的電流/電壓范圍及其對應的負載持續率、絕緣等級、溫升、焊機的工作可靠性、制造成本等也可能會表現出一些差距，即使是在相同的產品性能指標下，由于具體電路及其結構設計方面的不同，或者所采用的電子元器件的封裝形式不同，因而元器件的裝配、焊接和檢測工藝水平、自動化程度等也會有明顯的不同，這就會使逆變焊機電子產品電路板的尺寸、生產時器件安裝的方便性、生產效率、生產成本、最終產品的成本等也會有顯著的不同，例如，如果采用大量的SMT貼片器件或集成電路，由于器件的體積小，因而會使電路板的尺寸減小，降低PCB材料的成本；另外，由于裝焊這些貼片器件通常采用先進、高效、適合于大批量自動化生產和檢測的設備，因而可極大地提高電路板或產品的生產效率，降低生產成本，增加產品的市場競爭力。
技術實現思路
本技術的目的在于提供一種采用單管IGBT的逆變弧焊機的電路板結構，采用單管IGBT組成的逆變主電路和控制電路構成，整個電路部分布置在一塊電路板上，電路板的生產和安裝十分方便、快捷，產品的合格率和生產效率高，最終使產品的生產成本低，市場競爭力強。為實現上述目的采用以下技術方案:—種采用單管IGBT的逆變弧焊機的電路板結構，其特征在于:包括采用四個單管IGBT、4個快速恢復二極管的逆變主電路及其控制電路，逆變主電路及其控制電路由輸入上電緩沖電路、單管IGBT組成的逆變主電路、IGBT的驅動電路、PWM脈沖寬度調制電路、整流電路、焊機輸出特性控制電路、電源電路組成，所有的這些電路部分和元器件都合理地設計、布置在一塊電路板上。本技術不僅采用了先進的逆變控制技術，而且還采用了大量的SMT貼片生產、檢測等技術和工藝，因而具有結構簡單、體積小、重量輕、成本低、生產效率高、制造技術先進等優點；在電路板上，可通過改變IGBT管的電流等級，以及調整輸出快速恢復二極管的電流等級，并結合修改電路板上少量電容、電阻的參數值，即可改變焊機的輸出電流或功率的大小，容易形成符合國家和國際標準的系列化多規格的產品，具有良好的生產靈活性。附圖說明圖1是本技術焊機的結構示意圖；圖2是本技術焊機的電路板元器件布局示意圖；圖1中部分部件的名稱如下:1、帶塑料扣背帶；2、自攻螺絲；3、機箱外殼；4、線路板固定支架；5線路板固定支架；6、電路板；7、電解電容；8、電解電容；9、繼電器；10、熱敏電阻；11、電阻；12、電解電容；13、IGBT ;14、IGBT散熱器A ;15、IGBT驅動小板；16、驅動變壓器；17、IGBT散熱器B ;18、IGBT ;19、電流檢測互感器；20、冷卻風扇；21、散熱器；22、逆變主變壓器；23、溫度繼電器；24、單相整流器；25、開關電源變壓器；26、電流調節電位器和旋鈕；27、LED指示燈；28、快速接頭；29、冷卻風扇；30、機箱底板；31、螺母；32、螺絲；33、風機網罩；34、開關；35、拉不脫；36、電源；37、螺絲、絕緣墊柱。具體實施方式如圖U2所示，一種采用單管IGBT的逆變弧焊機的電路板結構，包括采用四個單管IGBT、4個快速恢復二極管的逆變主電路及其控制電路，逆變主電路及其控制電路由輸入上電緩沖電路、單管IGBT組成的逆變主電路、IGBT的驅動電路、PWM脈沖寬度調制電路、整流電路、焊機輸出特性控制電路、電源電路組成，所有的這些電路部分和元器件都合理地設計、布置在一塊電路板上。其中單相整流器24及其散熱器21、濾波電解電容DJDRl DJDR3、IGBT1 IGBT4及其散熱器14、18、快恢復二極管KHl KH4、逆變變壓器NBZB、保護阻容電路等組成逆變主電路，逆變主電路的次級整流由快恢復二極管KHl KH4來完成，OUTPUT ( + )和OUTPUT(一)為電路板的輸出端，分別連接到焊機的輸出正、負快速接頭端子。附圖2中的開關電源變壓器KGDB及其周圍的三端集成穩壓器等附屬電路構成直流穩壓電路。可獲得穩定的24V和15V的直流工作電壓，這些電壓供給控制電路，使這些電路能夠正常工作。在附圖1和附圖2中，電阻RT、繼電器JDQ及其控制電路組成上電緩沖電路，可使繼電器JDQ的動作時間滯后于焊機電源開關合上的時間，從而達到防止合閘浪涌電流沖擊損壞電源開關等器件的目的；當接通供電電源時，由于電源開關合上后的一段時間內，十24V電壓還沒有產生，因此，繼電器JDQ的動作時間會落后于電源開關的動作時間，在這段時間內，繼電器JDQ的觸頭還沒有閉合，電流只能通過電阻RT給整流器供電，進而給濾波電解電容DJDRl DJDR3充電；當DJDRl DJDR3充電達到穩定的時候，繼電器JDQ才會動作，JDQ的常開觸點閉合，從而短接電阻RT ;如果沒有RT、JDQ及其控制電路，則接通電源開關后，由于電解電容DJDRl DJDR3上的電壓為零，相當于單相整流器24的輸出端處于短路狀態，因此，會在PDl的輸入端產生很大的電流，甚至會燒壞單相整流器24，可見，電阻RT的延時被短路，可起到減少啟動電流或者說上電緩沖的作用，進而保護整流器ro1、開關不致于被過大的電流燒壞，當然，如果進入正常的逆變輸出，而由于某種原因使繼電器JDQ沒有動作，則電阻RT會因流過較大的電流而燒壞，這是應該盡量避免的電路故障。在焊機輸出特性控制電路部分的作用下，可獲得幾十KHz左右的脈沖寬度調制(PWM)信號，通過該信號和驅動控制電路部分，獲得按一定規律變化可驅動IGBTl IGBT4管組交替導通的控制信號，IGBTl IGBT4管組的交替導通，可在逆變主變壓器NBZB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NBZB的降壓作用，獲得一定的高頻交流電壓和電流，經快速恢復二極管KHl KH4的整流作用，從而獲得滿足焊接要求的直流電壓和電流；也就是說，在控制電路的作用下，焊機的輸出特性為下降外特性，可獲得滿足手工電弧焊工藝的要求。附圖1中的19為電流檢測互感器CT，可檢測逆變主變壓器NBZB的初級電流，該電流的大小與本焊機輸出的焊接電流成正比，輸出電流大，則CT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，輸入到相應的控制電路部分，并與電位器Ug產生的電流給定信號進行比較，通過控本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種采用單管IGBT的逆變弧焊機的電路板結構，其特征在于：包括采用四個單管IGBT、4個快速恢復二極管的逆變主電路及其控制電路，逆變主電路及其控制電路由輸入上電緩沖電路、單管IGBT組成的逆變主電路、IGBT的驅動電路、PWM脈沖寬度調制電路、整流電路、焊機輸出特性控制電路、電源電路組成，所有的這些電路部分和元器件都合理地設計、布置在一塊電路板上。

【技術特征摘要】
1.一種采用單管IGBT的逆變弧焊機的電路板結構，其特征在于:包括采用四個單管IGBT、4個快速恢復二極管的逆變主電路及其控制電路，逆變主電路及其控制電路由輸入上電緩沖電路、單...

【專利技術屬性】
技術研發人員：朱宣東，孫敏，魏繼昆，陳法慶，朱宣輝，
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：