[实用新型]一种单管IGBT的逆变手弧焊机的电路及其电路板结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种IGBT逆变式弧焊机，是电子控制的产品，具体是一种采用多个单管IGBT的双单端逆变主电路、两个主变压器及其两套输出整流器、及其控制电路构成的直流电弧焊机电路的结构。

背景技术

当前，电焊机产品市场的竞争十分激烈，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先进性、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，一般的电流/电压等级的逆变焊机，通常都采用单块电路板的设计形式，一些电焊机的生产企业，由于实力弱，产品的生产数量很少，没有能力采用大量的SMT贴片器件及其技术，也不可能实现自动化或规模化的生产，因此生产效率低下，工艺水平相对落后。

采用单管IGBT双单端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，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、温升等也会表现出一些差距，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、生产的效率等也会明显不同。这就会使电子产品电路板的尺寸、生产时安装的方便性、生产效率、生产成本、产品的成本等也会显著不同，例如，如果采用大量的SMT贴片器件或集成电路，由于这种器件的体积小，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电子产品的生产效率，降低生产成本，增加产品的市场竞争力。

发明内容

本实用新型提供弧焊机的控制电路结构主要分为上、中、下三层电路板，其中，上层板焊装在中层板上；在下层电路板上，由于只有两个逆变主变压器、两个电抗器和快速恢复二极管组及其铝散热器、少量电阻和电容等器件，故生产和安装十分方便、快捷；在中层电路板上，同样由于只有电阻、整流器、继电器、电流检测互感器、电解电容器、多个单管IGBT及其散热器、温度控制器、电容、快速恢复二极管、插接件等少数元器件，故生产和安装时也十分方便、快捷；在上层电路板上，尽管电子元器件的数量很多，但由于它们的尺寸和功率小，在设计上采用SMT器件进行自动贴片安装、检验和焊接，因此上层电路板的生产效率很高，出错率极低，避免了手工装配和焊接元器件容易出错的问题，最终可使本实用新型电焊机产品生产时的一次合格率很高，生产效率大大提高。

本实用新型是这样实现的：

一种单管IGBT的逆变手弧焊机的电路及其电路板结构，主要包括三块电路板及焊接或安装在电路板上的控制电路，其特征在于：电路板设计为三个部分，在焊机内部分为上、中、下三层安装；上层主要是焊机输出性能的控制电路部分；中层板则为交流输入、上电电流缓冲、整流、直流滤波、IGBT单管双单端逆变主电路、电流检测电路等部分；下层板主要是逆变变压器的中频交流降压和整流，以及输出电流滤波部分。

所述控制电路包括电源开关K1，电风扇M1，电阻R3，继电器K1和K2，单相整流桥PD1和PD2，滤波电解电容C4～C7，Q1～Q6 IGBT，快恢复二极管D5～D9，逆变变压器T1和T2等组成的双单端逆变主电路；逆变变压器的次级整流、滤波电路则由D5～D9、电流滤波电感L1和L2等组成，上层电路板上的三端集成稳压器U1及其附属电路构成直流稳压电路，可在U1的输出端获得稳定的＋15V直流电压，该电压供给控制模块电路，电阻R3、继电器K1和K2及其控制电路构成传统的上电缓冲电路；D15是发光二极管，当安装在IGBT铝散热器上的温度继电器因温度过高或焊机长时间输出大电流而动作时，该发光二极管会发光，可指示焊机进入保护工作状态，同时，防止焊机因过热或过流而损坏。

在所述的上层电路板上设计有三端集成稳压器U1，集成PWM电路U2，运算放大器U3，脉冲驱动变压器T4，可变电位器RD2，场效应管Q8、IGBT管的驱动电路以及大量贴片式封装的电容、电阻、二极管、稳压管、三极管等电子元器件。

由于很多的元器件采用了SMT贴片式封装，因而上层电路板的尺寸大大缩小了。SMT器件采用专用的设备进行自动贴片安装、检验和焊接，因此上层电路板的生产效率很高，出错率极低，避免了手工装配和焊接元器件容易出错的问题，最终可使本实用新型电焊机产品生产时的一次合格率很高，生产效率大大提高。