[实用新型]单管IGBT控制的前导弧电路

说明书

技术领域

本实用新型单管IGBT控制的前导弧电路，属于一种控制电路，具体应用于非高频等离子切割机在起弧时的控制。

背景技术

等离子切割机的起弧方式经历了高频接触式、高频转移弧式、非高频转移弧式几个阶段，其中，非高频转移弧式是目前比较新颖的一种方法，虽然具有起弧成功率高、对系统的干扰小、安全可靠等优点，但存在的主要问题是前导弧持续时间短。

前导弧电路一般需要完成两个功能，一是喷嘴与电源正端的通断控制；二是限制喷嘴与电极针短路瞬间的大电流，因此，前导弧电路通常由开关和限流电路两部分组成。

请参阅图示1所示，传统的前导弧电路一般采用继电器和限流电阻来实现上述两种功能。采用继电器来控制前导弧的通断，继电器是机械式的开关，通过触点的位置改变来实现通断，这会产生毫秒级的延时，这个延时时间很容易引起由主弧切换到前导弧时的断弧现象，同时，毫秒级的延时也会引起由前导弧切换到主弧时有较大的电流流过喷嘴，对喷嘴的使用寿命也会有很大的影响。采用限流电阻限流，存在体积大、成本高、散热不良等问题。传统的切割机为了限制电流的峰值，选择的电阻一般在1欧姆以上，若按引导弧电流12安来算(引弧电流小了，引弧成功率低，一般要在12安以上)，则需要144瓦的电阻，选用如此大功率的限流电阻，成本要在20元之上，体积较大，且不能长时间连续工作，否则需要增加比较大的散热系统，结构复杂。

发明内容

本实用新型的目的是要克服现有前导弧电路存在的不足，提供单管IGBT控制的前导弧电路，用一只单管IGBT代替继电器和限流电阻来实现前导弧电路需要完成的两个功能，从而有效解决因继电器控制前导弧通断所产生的断弧问题、因限流电阻所造成体积大、成本高、散热难的问题。

为达到上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

本实用新型单管IGBT控制的前导弧电路，特点是：在保持传统电路不变的情况下，使用一只单管IGBT，替换掉传统电路中的继电器和限流电阻。

作为本实用新型的一种优选方案，利用三极管、光电耦合器、两个互补三极管对单管进行控制，从而使单管IGBT的栅极能在高电平和低电平之间转换，使单管IGBT在工作时具有开关状态，从而完成继电器的功能。

作为本实用新型的另一种优选方案，使用单管IGBT，其自身本来具有内阻，可以实现限流的功能。其特征在于：只需要在单管IGBT内增加一个散热片，即可实现散热功能，从而可以实现连续喷弧的功能。

与现有技术相比，本实用新型的特点是：采用一只单管IGBT代替继电器和限流电阻，具有前导弧持续性好、性能稳定可靠、成本低、体积小等特点。成本上，一只单管IGBT和散热片的成本要低于继电器和限流电阻的成本；结构上，单管IGBT的体积是继电器和限流电阻的1/10，很好的节约了整机的空间，非常适合用于便携式切割机的电路系统中。散热方面，因省去了限流电阻的器件，也就省去了复杂的散热系统环节，对于单管IGBT，只需要提供一个散热片，则足以完成良好的散热功能，不会引起断弧现象。

附图说明

图1为传统的前导弧电路控制图

图2为本实用新型单管IGBT控制的前导弧电路图

图3为本实用新型单管IGBT控制的前导弧电路之整机与割枪的连接示意图

图4为本实用新型单管IGBT控制的前导弧电路之切割工件状态示意图

具体实施方式

以下结合附图和实施方式，来进一步说明本实用新型，但本实用新型不局限于这些实施方式，任何在本实用新型基本精神上的改进或替代，仍属于本实用新型权利要求书中所要求保护的范围。