[实用新型]一种单板单管IGBT逆变手弧焊机的电路板结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电子控制的焊接设备，具体是一种单板单管IGBT逆变手弧焊机的电路板结构。 

背景技术

IGBT是一种功率开关电子器件，IGBT的封装（或外形结构）形式是比较多的，可详见一些相关技术资料的说明，粗略地说，主要有模块式IGBT和单管IGBT等形式，前者体积大，电流和电压等级高，价格贵，主要用于工业大电流电器产品的制造，而后者则体积小，电流和电压等级低，价格低，主要用于小功率和低电流等级电器产品的制造，如小型和家用逆变焊机等。 

当前，电焊机市场产品的竞争十分激烈，不仅体现在技术的先进性和优势上，还在很大程度上取决于生产制造工艺的水平、生产效率的高低、生产成本的多少、产品的一致性和可靠性等方面。 

目前，160A以下电流等级的逆变电弧焊机，采用单管IGBT组成的逆变主电路和控制电路构成的逆变焊机种类是比较多的，它们的电路和结构形式也是多种多样的，不同的电路及其结构设计思路，所采用的具体电路形式和整个电路布置的方式也是不同的，不仅如此，焊机的性能指标包括输出的电流/电压范围及其对应的负载持续率、绝缘等级、温升、焊机的工作可靠性、制造成本等也可能会表现出一些差距，即使是在相同的产品性能指标下，由于具体电路及其结构设计方面的不同，或者所采用的电子元器件的封装形式不同，因而元器件的装配、焊接和检测工艺水平、自动化程度等也会有明显的不同，这就会使逆变焊机电子产品电路板的尺寸、生产时器件安装的方便性、生产效率、生产成本、最终产品的成本等也会有显著的不同，例如，如果采用大量的SMT贴片器件或集成电路，由于器件的体积小，因而会使电路板的尺寸减小，降低PCB材料的成本，另外，由于装焊这些贴片器件通常采用先进、高效、适合于大批量自动化生产和检测的设备，因而可极大地提高电路板或产品的生产效率，降低生产成本，增加产品的市场竞争力。 

传统的电子控制式电焊机等电器产品，其输出电流的大小是采用旋钮式的电位器进行调节，其调节量（例如，10A~200A）多少，只能根据电位器上的指示点与产品控制面板上电位器刻度线的对应关系大致了解，不直观，此外，这种方式比较传统，显得产品技术或档次低；目前，高档次的电焊机等电器产品都是采用触摸键式调节控制量，以及采用数码或液晶屏等实现调节量数字显示的，然而，这些高档的产品，尽管可实现调节量的数字显示和触摸式增或减的调节，但是，所采用的器件（如数显表、液晶屏等）、电路和成本都比较高，不利于降低电焊机等拟开发产品的成本。 

实用新型内容

本实用新型焊机的电流调节和参数显示电路，其结构设计显著不同于市场上现有传统焊机产品的实现方式和结构，其电路板的结构设计和连接有自己独特的方式，本实用新型焊机的显示和参数调节电路板组件上有两个排式插针接口X1和X2，X1接口为MCU内部控制程序的烧写接口，利于此接口，通过它与程序编写和烧写电脑系统进行连接，即可把程序写入本实用新型电路的MCU内部，以实现本实用新型电路的功能；X2接口则与所控制的电焊机产品其它电路进行电气间的连接，主要是向此电路进行供电（即提供+15V和-15V电源）；进行过热或电器产品输出电压等信号采样；以及把此电路转化的控制或调节量供给电焊机产品相应的控制输入端子，以实现产品输出电流大小的控制或调节，不仅是整机电路板的设计方面，还是焊机输出电流参数调节和显示方面，本实用新型焊机都有自己的创新点和新颖性。 

为实现上述目的采用以下技术方案： 

一种单板单管IGBT逆变手弧焊机的电路板结构，其特征在于：采用四个单管IGBT、四个快速恢复二极管组成的逆变主电路及其控制电路，逆变主电路及其控制电路包括输入上电缓冲电路、单管IGBT组成的逆变主电路、IGBT的驱动电路、PWM脉冲宽度调制电路、整流电路、焊机输出特性控制电路、电源电路、焊机输出电流触摸式调节和显示电路；除了焊机输出电流触摸式调节和显示电路组件外，其它所有的这些电路部分和元器件都布置在一块大电路板上，电路板上采用贴片电子元器件和SMT表面贴装工艺的元件设置电路板的其中一面，而继电器、整流器、滤波电解电容、IGBT及其散热器、逆变主变压器、输出整流的快速恢复二极管及其散热器、冷却电风扇、电流检测互感器、脉冲驱动变压器和少数电阻和电容采用手工焊接在电路板另一面。

电路板纵向布置焊机机箱外体内并靠近其中一侧壁，电路板布置有贴片电子元器件和SMT表面贴装工艺的元件的一面正对机箱壳体的该侧壁，电路板上采用手工焊接的元器件处于机箱外壳内部通风道上。