[发明专利]一种水下恒功率外特性焊接电源的数字化控制电路

说明书

本发明提供了一种水下恒功率外特性焊接电源的数字化控制电路，包括全桥整流滤波电路、逆变电路、光耦隔离电路、单片机电路和电源电路；所述全桥整流滤波电路与电网侧220V交流电连接；所述逆变电路包括逆变模块、变压模块和滤波平滑模块；其中，滤波平滑模块与外部电弧负载相连；所述光耦隔离电路分别与滤波平滑模块和单片机电路相连；所述电源电路与5V的直流电源连接；所述单片机电路分别与逆变模块、光耦隔离电路和电源电路相连。该电路可以实现焊接电源恒功率外特性输出，在水下环境中进行手工焊条电弧焊时，使得引弧更加容易，焊接过程更加稳定，焊缝更加均匀，力学性能得到提高。

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，更具体地说，涉及恒功率外特性焊接电源的数字化控制电路。

背景技术

与陆上焊接相比，水下湿法焊接虽然本质上仍采用陆上焊接的方法，但是水下焊接环境更为苛刻，通常需要对焊接装备，如焊接电源，进行一定的工艺改善，以克服水下环境对焊接造成的影响。

水下手工焊条电弧焊的湿法焊接，与在空气中进行手工焊一样，焊接过程中由于焊件的不平整和手的抖动，会造成电弧长度变化，电弧长度变化则引起焊接电压变化，从而影响焊接质量。此外，水下焊条湿法焊接相比于空气中焊接，存在如下独有的问题：1）水下焊条尽管添加了大量造气剂和稳弧剂，但由于在水中，引弧过程仍然比较困难；2）与空气焊接相比，水下湿法焊接需要承受更大的外部压力，因此电极之间需要更大的电压和电流来保证电弧的稳定燃烧；3）电弧在动态气泡中燃烧，气泡长大-破裂-再生长，对电弧稳定性有影响。总之，在水下湿法焊接过程中，焊接电压和电流受到的影响因素多，因此针对以上问题提出了恒功率外特性焊接电源，保证焊接过程平稳进行，有良好的焊接效果。

对于现有的焊接电源，其反馈系统多采用模拟器件进行控制，其响应速度较慢，精度较低。因此提出了以单片机为控制核心的反馈控制系统，能够提高响应速度和精度。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种使焊接引弧容易，焊接过程稳定，焊接响应速度更快，精度更高的一种水下恒功率外特性焊接电源的数字化控制电路。

本发明的目的通过以下的技术方案来实现：

一种水下恒功率外特性焊接电源的数字化控制电路，包括：一种水下恒功率外特性焊接电源的数字化控制电路，其特征在于：包括全桥整流滤波电路、逆变电路、光耦隔离电路、单片机电路和电源电路； 所述全桥整流滤波电路与电网侧220V交流电连接；所述逆变电路包括逆变模块、变压模块和滤波平滑模块；其中，滤波平滑模块与外部电弧负载相连；所述光耦隔离电路分别与滤波平滑模块和单片机电路相连；所述电源电路与5V的直流电源连接；所述单片机电路分别与逆变模块、光耦隔离电路和电源电路相连。

进一步地，所述逆变模块包括开关管M1、开关管M2、开关管M3和开关管M4；所述变压模块包括变压器T1；所述滤波平滑模块包括整流二极管VD1、整流二极管VD2、电感L1和电容C6；

所述开关管M1和开关管M3串联后，与开关管M2和开关管M4串联形成的电路一起并联组成全桥逆变电路，再与变压器T1的初级连接；其中开关管M1和开关管M3的连接处与变压器T1的初级第一输入端连接，开关管M2和开关管M4的连接处与变压器T1的初级第二输入端连接；

所述变压器T1的次级第一输出端通过依次连接的整流二极管VD1和整流二极管VD2与变压器T1的次级第三输出端连接；整流二极管VD1和整流二极管VD2连接处与电感L1的一端连接；电感L1的另一端和变压器T1的次级第二输出端分别作为逆变电路的输出端与负载连接；电容C6并联在负载的两端。

进一步地，所述开关管M1、开关管M2、开关管M3和开关管M4的两端分别并联有二极管D5、二极管D6、二极管D7和二极管D8。

进一步地，所述开关管M1、开关管M2、开关管M3和开关管M4的两端还分别并联有RC吸收电路。