CPU控制大功率便携式电焊机制造技术

本实用新型专利技术涉及一种CPU控制大功率便携式电焊机，包括设置于外壳内的CPU控制线路板、散热器、风扇和屏蔽层，所述外壳内还设有由四只IGBT功率管Q1、Q2、Q3、Q4、两只谐振电感L1、L2、高频变压器T1、两只快恢复二极管D1、D2、输入滤波电容C1、谐振电容C2、输出滤波电容C3和铁氧体电抗器L3组成的高频谐振软开关电路。采用CPU控制线路板实现数码按键操作，并通过CPU给定控制电流输出PWM波形控制驱动变压器，调节IGBT功率管的开关控制高频变压器高频做功，通过快恢复二极管整流，谐振电感和谐振电容实现谐振频率和能量反馈作用，最终由铁氧体电抗器输出，CPU集中控制，故障率低，操作方便，节能降耗，抗干扰、绝缘性强，阻灰效果好，生产、使用成本低，寿命长。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种电焊机，具体说是一种由CPU控制大功率便携式电焊机。
技术介绍
目前常用的电焊机使用50HZ低频交流电源，这种电焊机的缺点是体积大，重量大浪费原材料，使用不方便，控制不精确，耗电多，散热效果差，效率低，工作周期小，电功率小，输出电流不稳定，常发生断弧现象，使用上成本高，焊接效果不佳。
技术实现思路
为了解决现有技术的不足，本技术提供了一种体积小，重量轻，携带方便，CPU 集中控制，故障率低，操作方便，节能降耗，抗干扰、绝缘性强，阻灰效果好，生产、使用成本低，寿命长的CPU控制大功率便携式电焊机。本技术采用的技术方案是一种CPU控制大功率便携式电焊机，包括设置于外壳内的CPU控制线路板、散热器、风扇和屏蔽层，其特征在于所述外壳内还设有由四只 IGBT功率管Q1、Q2、Q3、Q4、两只谐振电感L1、L2、高频变压器Tl、两只快恢复二极管D1、D2、 输入滤波电容Cl、谐振电容C2、输出滤波电容C3和铁氧体电抗器L3组成的高频谐振软开关电路，四只IGBT功率管Q1、Q2、Q3、Q4组成H全桥高频变换电路，输入滤波电容Cl并联H 全桥高频变换电路输入侧，H全桥高频变换电路输出侧串联高频变压器Tl 一侧线圈和第一谐振电感Li，高频变压器Tl另一侧线圈的一接头上依次连接第二谐振电感L2和第一快恢复二极管D1，高频变压器Tl另一侧线圈的另一接头上连接第二快恢复二极管D2，第二快恢复二极管D2上并联谐振电容C2，第一、二快恢复二极管D1、D2接合后依次经铁氧体电抗器 L3和输出滤波电容C3连接至高频变压器Tl另一侧线圈上的中间接头；所述外壳内由屏蔽层分隔成上、下两部分，CPU控制线路板安装于外壳内的上部分，散热器呈竖直状态安装于外壳内的下部分，散热器背面安装有对应外壳后面板进风口的风扇，散热器的正面上安装上述高频变压器、输入模块、上述四只IGBT功率管、上述两只快恢复二极管和控制变压器。所述CPU控制线路板包括CPU、PWM电路、驱动电路、故障检测电路、在线升级数据电路、控制调节电路、数码调节电路、显示电路和电源电路。所述外壳一侧面上设有多功能数码显示屏、操作按键、前出风口和直插式快速接头，操作按键经输入模块连接CPU控制线路板的PWM电路、驱动电路、故障检测电路、在线升级数据电路、控制调节电路和数码调节电路，多功能数码显示屏连接CPU控制线路板的显示电路，直插式快速接头连接铁氧体电抗器L3输出；所述外壳另一侧面上设有后出风口、 电源线、电源开关和接地线，电源线连接控制变压器和CPU控制线路板的电源电路。所述输入滤波电容Cl两端分别连接电源电压正极和负极；所述输出滤波电容C3 两端分别连接输出电压正极和负极。所述外壳前面板设有出风口，出风口位置于散热器正面对应，风扇紧贴安装在散热器背面，风扇位置对应外壳后面板上的进风口。所述外壳为工程塑料外壳，外壳上连接把手。所述高频变压器采用薄铜皮分段绕制。CPU控制大功率便携式电焊机工作时，由4个IGBT管组成H全桥高频变换电路在调制频率下轮换工作，在一时间IGBT功率管Ql先导通，IGBT功率管Q3经过一定的移相角后导通，电流方向由电源正极一IGBT功率管Ql—高频变压器Tl一IGBT功率管Q3—电源负极，此过程是电焊机向负载输出能量；IGBT功率管Q1、Q3关断后，此时属于续电流阶段，接下来IGBT功率管Q2先导通，IGBT功率管Q4经过一定的移相角后导通，电流方向由电源正 M-IGBT功率管Q4—高频变压器Tl一IGBT功率管Q2—电源负，此过程是电焊机向负载输出能量；IGBT功率管Q2、Q4关断后，此时属于续电流阶段，调节功率输出，是通过调节桥臂的驱动脉冲相位来实现的，具体实现过程为IGBT功率管Q1、Q3的导通时刻不变，控制IGBT 功率管Ql、Q3的导通时刻，使导通时刻相位差为0° —180°，IGBT功率管Q2、Q4类似，当 IGBT功率管Q1、Q3的移相角为0°时，输出最大，当IGBT功率管Q1、Q3移相角为180°时， 输出最小，移相角的大小与谐振有密切关系。本技术为谐振电焊机，其组成主功率部分和普通的逆变电焊机相似，所不同是谐振电焊机功率电路是谐振变换器，控制电路采用是频率调制而不是脉宽调制，另外谐振电焊机比普通电焊机多了一个零检测环节，以实现零电压或零电流软开关。零电流谐振的工作原理为L1，L2为谐振电感，C2是谐振电容，铁氧体电抗器L3>谐振电感L2，则滤波部分及负载可以看成恒流源，电路的工作过程可以分成四个阶段，分别为电感充电阶段、 谐振阶段、电容放电阶段和续流阶段，在谐振阶段中，谐振电感与电容发生谐振，使流过谐振电感Ll和谐振电感L2的电流按照正弦波规律变化，这就为IGBT功率管Ql、Q3和IGBT 功率管Q2、Q4的零电流开关提供了条件，同时开关电流与开关电压没有重叠部分，从而实现软开关，高频变压器Tl的绕组对电焊机性能的影响较大，因为变压器漏感就是谐振电感 L1L2，变压器漏感参与谐振过程，因此影响电焊机的谐振频率，谐振电感与电容不但决定谐振频率，还决定电焊机的特征阻抗，由于采用高频谐振软开关技术，因此开关频率比普通电焊机高很多，效率也提高，普通电焊机效率一般为60%左右，高频谐振电焊机的平均效率为 91%，开关频率达到500KHZ以上。采用以上技术方案后，本技术达到的有益效果是1、采用高频谐振软开关技术，实现零电流开关和零电压开关的原理进行工作的， 它可减少由电焊机IGBT功率管开关带来的损耗，应力，温度，噪声，能提高本电焊机频率， 功率密度，降低温度，减少噪声等方面获得优良的性能，采用的方法是用谐振电感，谐振电容，高频谐振电路把IGBT功率管开关电流或电压变为正弦波形，使电压和电流的重叠小， 以减少IGBT功率管开关损耗，用这个方法因为不会引起电压和电流的急剧变化，故能做到耗损小，温度低，噪声低，减少散热器面积，提高电焊机整体性能；2、采用热集中冷却管理技术，把高频变压器、输入模块、IGBT功率管、快恢复二极管和控制变压器按照发热量分布安装在一块散热器，提高散热器的利用率，实现热集中管理，风扇通过侧面塑料外壳进风口大面积进风，风扇采用紧贴散热器的安装方法，风扇通过提高风量，增加风扇风量与散热器的散热接触面积，电焊机前后两侧出风，实现散热效果最大化；风扇套件采用密齿铝合金散热器加高速风扇，提高热转换率，比普通散热方法，提高 30%，体积减小到交流电焊机体积的1/8，重量减轻是交流电焊机的1/10 ；且整个电焊机采用工程塑料外壳，耐用，散热窗口增加，重量减轻，外形美观，携带方便，生产成本低；3、采用CPU控制线路板上安装CPU、P丽电路、驱动电路、故障检测电路、在线升级数据电路、控制调节电路、数码调节电路、显示电路和电源电路，操作按键控制电流调节，引弧电流调节，推力电流调节，功能设置，参数调节，测试调节功能，在线升级数据功能，故障代码数字显示，温度保护，过流保护，过压保护，并通过CPU给定控制电流，输出PWM波形控制驱动变压器，实现CPU控制线路板集中控制，控制方便、精确，减小线路板体积，减少元器件，降低故障率，升级方便，易维护。本技术电焊机采用CPU控制线路板实现数码按键操作，并通过CPU本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种ＣＰＵ控制大功率便携式电焊机，包括设置于外壳内的ＣＰＵ控制线路板、散热器、风扇和屏蔽层，其特征在于：所述外壳内还设有由四只ＩＧＢＴ功率管Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４、两只谐振电感Ｌ１、Ｌ２、高频变压器Ｔ１、两只快恢复二极管Ｄ１、Ｄ２、输入滤波电容Ｃ１、谐振电容Ｃ２、输出滤波电容Ｃ３和铁氧体电抗器Ｌ３组成的高频谐振软开关电路，四只ＩＧＢＴ功率管Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４组成Ｈ全桥高频变换电路，输入滤波电容Ｃ１并联Ｈ全桥高频变换电路输入侧，Ｈ全桥高频变换电路输出侧串联高频变压器Ｔ１一侧线圈和第一谐振电感Ｌ１，高频变压器Ｔ１另一侧线圈的一接头上依次连接第二谐振电感Ｌ２和第一快恢复二极管Ｄ１，高频变压器Ｔ１另一侧线圈的另一接头上连接第二快恢复二极管Ｄ２，第二快恢复二极管Ｄ２上并联谐振电容Ｃ２，第一、二快恢复二极管Ｄ１、Ｄ２接合后依次经铁氧体电抗器Ｌ３和输出滤波电容Ｃ３连接至高频变压器Ｔ１另一侧线圈上的中间接头。

【技术特征摘要】
1.一种CPU控制大功率便携式电焊机，包括设置于外壳内的CPU控制线路板、散热器、 风扇和屏蔽层，其特征在于所述外壳内还设有由四只IGBT功率管Q1、Q2、Q3、Q4、两只谐振电感L1、L2、高频变压器Tl、两只快恢复二极管D1、D2、输入滤波电容Cl、谐振电容C2、输出滤波电容C3和铁氧体电抗器L3组成的高频谐振软开关电路，四只IGBT功率管Q1、Q2、Q3、 Q4组成H全桥高频变换电路，输入滤波电容Cl并联H全桥高频变换电路输入侧，H全桥高频变换电路输出侧串联高频变压器Tl 一侧线圈和第一谐振电感Li，高频变压器Tl另一侧线圈的一接头上依次连接第二谐振电感L2和第一快恢复二极管D1，高频变压器Tl另一侧线圈的另一接头上连接第二快恢复二极管D2，第二快恢复二极管D2上并联谐振电容C2，第一、二快恢复二极管Dl、D2接合后依次经铁氧体电抗器L3和输出滤波电容C3连接至高频变压器Tl另一侧线圈上的中间接头。2.根据权利要求1所述的CPU控制大功率便携式电焊机，其特征是所述外壳内由屏蔽层分隔成上、下两部分，CPU控制线路板安装于外壳内的上部分，散热器呈竖直状态安装于外壳内的下部分，散热器背面安装有对应外壳后面板进风口的风扇，散热器的正面上安装上述高频变压器、输入模块、上述四只IGBT功率管、上述两只快恢复二极管和控制变压器。3.根据权利要求1所述的CP...

【专利技术属性】
技术研发人员：李峰华，
申请(专利权)人：李峰华，
类型：实用新型
国别省市：32