[发明专利]一种迷你型逆变手弧焊机

说明书

技术领域

本发明涉及一种迷你型逆变手弧焊机，属于逆变焊机技术领域。

技术背景

手工电弧焊机的销售量很大，应用范围较广。然而，此类焊机，不同的电路、电路板和整机结构设计，控制原理和方式不同，电路板和整机的布局和连接方式，或者连接的复杂程度不同，其产品生产的工序和制作工艺等也会完全不同。这些都会影响产品的性能、可靠性、生产效率和运输成本等，最终影响产品的市场竞争力。

目前，国内外市场上，IGBT管逆变式手工电弧焊机的额定电流通常在80~200A（负载持续率100~20%）的水平。对此类焊机产品来说，如何实现小尺寸、低重量条件下，大电流和高负载持续率输出是设计人员一直追求的目标。小尺寸、低重量可降低成本（包括生产制造和运输的成本），在相同的额定电流和负载持续率下，可提升产品的市场竞争力。这就是追求迷你型设计的动力。

此外，焊机电路的设计还决定着产品的焊接性能，如果设计不好，还会出现如下一些问题：1）电路板设计不合理，造成维修费用高。2）产品尺寸和重量过大，增加制造成本；3）防尘性能不好，导致焊机工作可靠性降低。逆变焊机长期使用后，工作现场的一些含导电性金属粉尘会吸附到IGBT管等器件引脚之间、控制电路板上，导致爬电距离减小、器件和控制电路失效；4）抗网压波动能力差。例如，当供电电网的输入电源电压较低，如180VAC以下时，即使是采用较细的电焊条，焊机也无法进行正常焊接；这就使焊机的应用范围受到了一定的限制；5）控制电路工作可靠性不高，容易造成故障，提高了焊机的返修率。因此，如何在低成本的前提下，解决好上述问题，开发出结构和性能好、可靠性高的焊机，是本发明解决的问题和目的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种迷你型逆变手弧焊机，内部的控制电路板设计为三个部分，一是功率板，其布局的电路主要是由整流桥、电解电容、IGBT和二极管、主变压器、电流检测互感器、输出整流等组成的单端正激逆变电路，以及散热器和部分元器件；二是电源板，主要包括上电缓冲、开关电源和IGBT驱动电路；三是控制板，主要包括PWM输出特性控制、空载电压限制、过流和过热保护、长时间输出短路保护电路，设计为三块电路板的目的，不仅是考虑焊机的尺寸和重量，同时还考虑运输和售后维护的成本因素，具有设计合理，维修方便，稳定可靠的特点。

为实现上述目的采用以下技术方案：

一种迷你型逆变手弧焊机，包括外部部分和内部的机芯部分，内部的机芯部分包括三块电路板及其板上的电子元器件、输出滤波电抗器、热保护器；三块控制电路板分别是功率板、控制板和电源板；所述的功率板上设置单端正激逆变主电路，单端正激逆变主电路包括单相输入整流桥、电解电容滤波、二个IGBT管和快恢复二极管及逆变主变压器、电流互感器以及输出整流二极管，也包括散热器I、散热器II和输出快恢二极管的散热器部分；二个IGBT的管脚都采用管脚护套套入后，再焊接到功率板上；二个快恢复二极管、整流桥、逆变主变压器、电流互感器、输出整流二极管也焊接到功率板上；

电源板上设置有包括开关电源电路、上电缓冲控制电路和IGBT驱动控制电路，上电缓冲控制电路、开关电源电路和IGBT驱动控制电路通过三个长支柱固定安装在功率板的散热器I 和散热器II上；

所述的控制板上包括继电器、开关电源变压器和驱动变压器；电源板上的电缓冲控制电路、开关电源电路和IGBT驱动控制板的安装方向是与控制板上的继电器、开关电源变压器和驱动变压器均面向功率板的散热器I 和散热器II ；

功率板与电源板部分的电路板之间还通过一些带插头的连接导线把两块电路板连接在一起，输出滤波电抗器的一端连接到焊机的正极输出快速接头，另外一端与快恢散热器连接；热保护器紧贴散热器的表面安装，其控制线与相应的电路部分连接，通过热保护器，可检测散热器的温度，与过热保护电路一起，完成过热保护控制功能；通过上述组装、连接方式，使它们构成一个整体机芯部分。

所述的外部部分包括外壳部分、前面板部分和后面板部分；

外壳部分包括外盖、底板、背带；

前面板部分的前面板上设置有正极输出快速接头、负极输出快速接头、控制板，控制板上的电源指示灯及热保护指示灯、电流调节电位器旋钮，控制板的电路板板上，布置有PWM脉宽调制芯片、一个四运算放大器、电源指示灯、热保护指示灯、电流调节电位器以及电阻和电容、稳压管和二极管，实现PWM输出特性控制、空载电压限制、过流和过热保护、长时间输出短路保护电路。