專利名稱：逆變等離子切割機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種逆變等離子切割機(jī)。
背景技術(shù)：
逆變等離子切割機(jī)都存在電能使用效率低的問(wèn)題，效率一般不超過(guò)70%， 其原因在于，目前逆變等離子切割機(jī)中存在的AC/DC變換器都是由橋式整 流器與電容濾波器構(gòu)成的。由于大量濾波電容器的存在，使得整流二極管的 導(dǎo)通角變得很窄，僅在交流電壓峰值附近才能導(dǎo)通，致使交流電流產(chǎn)生嚴(yán)重 失真且發(fā)生相位漂移，變成了尖峰脈沖。這種電流波形中包含大量的諧波分 量，經(jīng)濾波后輸出的有用功功率就會(huì)顯著降低。再者，由于諧波的存在對(duì)電 網(wǎng)也會(huì)造成一定程度的污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供的一種逆變等離子切割機(jī)，在傳統(tǒng)等離子切割機(jī)基礎(chǔ)上增加 一種功率校正裝置，使得逆變等離子切割機(jī)的輸入電壓與電流相位同步、電 流波形的畸變得到改善，同時(shí)還可以抑制諧波，減小峰值電流和有效電流， 最終提高功率能效，該逆變等離子切割機(jī)還改善了散熱性能，提高了器件的 使用壽命，保證了整機(jī)的穩(wěn)定性和可靠性。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種逆變等離子切割機(jī)，包含電路連接 的逆變整流電路、引弧電路、控制電路和輔助電源電路，特別還包含一個(gè)功 率校正電路；
所述的功率校正電路的輸入端接入外部電源，輸出端電路連接到所述逆 變整流電路，該功率校正電路包含
電路連接的初級(jí)整流電路和直流升壓電路；
所述的初級(jí)整流電路中包含電路連接的EMI (電磁干擾)濾波電路和整 流電路；所述的直流升壓電路中包含電路連接的升壓控制電路和升壓電路； EMI濾波電路主要濾除由電網(wǎng)進(jìn)入切割機(jī)的各種干擾信號(hào)，并防止切割 機(jī)內(nèi)部電路產(chǎn)生的高頻擾竄電網(wǎng)，或?qū)ζ渌O(shè)備和應(yīng)用環(huán)境造成干擾；
整流電路把通過(guò)接線端子輸入切割機(jī)的經(jīng)過(guò)濾波的交流電壓轉(zhuǎn)換成直流 電壓，升壓控制電路輸出PWM(脈沖寬度調(diào)制)信號(hào)到升壓電路，通過(guò)PWM 信號(hào)來(lái)調(diào)整升壓電路的關(guān)斷時(shí)間，從而將整流電路輸出的直流電壓升壓為直 流信號(hào)；所述的升壓控制電路對(duì)整個(gè)功率校正電路進(jìn)行過(guò)壓、欠壓、開(kāi)環(huán)保 護(hù)；
所述的功率校正電路還包含防浪涌電路，用于防止開(kāi)機(jī)瞬間的浪涌電流； 所述的功率校正電路還包含分壓電路，用于檢測(cè)輸出的升壓直流電壓的
變化，并把分壓信號(hào)送給升壓控制電路，形成電壓反饋；
所述的功率校正電路還包含分流電路，用于檢測(cè)輸出電流變換，并將分
流信號(hào)送給升壓控制電路，形成電流反饋；
所述的功率校正電路還包含補(bǔ)償電路，用于反饋匹配各種負(fù)載條件； 所述的逆變整流電路包含電路連接的單端正激逆變電路和半波整流電
路；
在逆變電路中，單端正激逆變電路把功率校正電路中輸出的直流信號(hào)逆 變成方波直流信號(hào)，并可實(shí)現(xiàn)電壓的箝位，半波整流電路將經(jīng)過(guò)升壓后的方 波直流信號(hào)轉(zhuǎn)換成直流信號(hào)；
所述的引弧電路連接所述的逆變整流電路的輸出端，完成切割過(guò)程；
所述的控制電路分別電路連接所述的功率校正電路、逆變整流電路和引 弧電路，控制整個(gè)切割機(jī)的工作；
所述的輔助電源電路分別電路連接所述的功率校正電路、逆變整流電路、 引弧電路和控制電路，為上述電路提供電源；
所述的逆變等離子切割機(jī)還包含一控制面板電路，其分別電路連接上述 的功率校正電路、逆變整流電路、引弧電路、控制電路和輔助電源電路，該 控制面板電路用于輸入各種指令，并顯示工作狀態(tài)。
所述的逆變等離子切割機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)上，采用風(fēng)扇與主要功率元器件及 散熱器交叉排列的方式；
主要功率元器件固定在散熱器上，后蓋上設(shè)置一后部風(fēng)扇，印刷電路板設(shè)置在切割機(jī)中部，在印刷電路板上設(shè)置一中部風(fēng)扇，后部風(fēng)扇、中部風(fēng)扇 和主要發(fā)熱元件均處于同一水平線上，后部風(fēng)扇通過(guò)后蓋百葉窗抽外界空氣， 中部風(fēng)扇把內(nèi)部熱量通過(guò)前蓋上的網(wǎng)狀散熱孔及側(cè)面的百葉窗吹到切割機(jī)外 面，這樣形成一個(gè)良好的水平風(fēng)道，從而提高了內(nèi)部功率器件的使用壽命， 保證了機(jī)器的穩(wěn)定性及可靠性，進(jìn)一步提高了整個(gè)機(jī)器的使用壽命。
本發(fā)明使電能的使用效率可達(dá)到90%以上，對(duì)電網(wǎng)的污染可達(dá)到國(guó)家電 網(wǎng)的指標(biāo)。由于采用絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)和金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效 應(yīng)晶體管(MOSFET)功率開(kāi)關(guān)管，大大縮小了切割機(jī)的重量和體積。本發(fā) 明的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)能、環(huán)保、輕巧、使用方便、采用寬電壓輸入(95 265V)， 使等離子切割機(jī)可走進(jìn)家庭。


圖1是本發(fā)明提供的一種逆變等離子切割機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明提供的一種逆變等離子切割機(jī)的功率校正電路的電路圖； 圖3是本發(fā)明提供的一種逆變等離子切割機(jī)的逆變整流電路的電路圖； 圖4是本發(fā)明提供的一種逆變等離子切割機(jī)的輔助電源電路的電路圖； 圖5是本發(fā)明提供的一種逆變等離子切割機(jī)的引弧電路的電路圖； 圖6是本發(fā)明提供的一種逆變等離子切割機(jī)的控制電路的電路圖； 圖7是本發(fā)明提供的一種逆變等離子切割機(jī)的操作面板的電路圖。
具體實(shí)施例方式
以下根據(jù)圖1 圖7，具體說(shuō)明本發(fā)明的較佳實(shí)施方式 如圖l所示，本發(fā)明提供的一種逆變等離子切割機(jī)的內(nèi)部器件具有特殊 排布結(jié)構(gòu)，在整個(gè)機(jī)器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)上采用風(fēng)扇與主要功率元器件及散熱器交
叉排列的方式。主要功率元器件固定在散熱器上，后部風(fēng)扇3固定在后蓋之 上，通過(guò)后蓋上的百葉窗抽外界空氣對(duì)第四散熱器4、第五散熱器5、第六散 熱器6及電感2進(jìn)行散熱，中部風(fēng)扇7固定在印刷電路板1上，對(duì)第八散熱 器8、主變壓器9及輸出電感10進(jìn)行散熱，并把散熱器、變壓器及電感產(chǎn)生
的熱量通過(guò)前蓋上的網(wǎng)狀散熱孔及上蓋側(cè)面的百葉窗吹到機(jī)器外面。后部風(fēng) 扇3、中部風(fēng)扇7及第四散熱器4、第五散熱器5、第六散熱器6、第八散熱器8、電感2、輸出電感10及變壓器9均處于同一水平線上。后部風(fēng)扇3通 過(guò)后蓋百葉窗抽外界空氣，中部風(fēng)扇7把內(nèi)部熱量通過(guò)前蓋及側(cè)面百葉窗吹 到外界，這樣形成一個(gè)良好的水平風(fēng)道，從而提高了內(nèi)部功率器件的使用壽 命，保證了機(jī)器的穩(wěn)定性及可靠性，進(jìn)一步提高了整個(gè)機(jī)器的使用壽命。另 外，需要散熱的功率器件在電位相同的情況下共用同一散熱器，減小了整機(jī) 的體積。
如圖2所示，為等離子切割機(jī)的功率校正電路，該電路主要包括-
由電容CO、 Cl、 C2、 C3、 C5、 C6，電阻R1、 R2， RV1，共模電感L1， 繼電器K1，整流橋BRG1組成的初級(jí)整流電路；
由控制芯片U2 (型號(hào)ICE2PCS01)及其外圍電路，功率開(kāi)關(guān)管Q3 (型 號(hào)SPW47N60C3)，快恢復(fù)二極管D34、 D35、 D39，電感L3 (圖l中電感 2)、電解電容C023、 C024組成的直流升壓電路；
在初級(jí)整流電路中，電容CO、 Cl、 C5、 C6與共模電感L1以及電阻R1 組成EMI (電磁干擾)電路；
整流橋BRG1把通過(guò)接線端子AC1、 AC2輸入切割機(jī)的95。265V交流 電壓轉(zhuǎn)換成135。375V的直流電壓HT+、 VOUT-，無(wú)極性電容C2、 C3用于 平滑轉(zhuǎn)換后的直流電壓信號(hào)。繼電器K1與功率電阻R1用于防止開(kāi)機(jī)瞬間的 浪涌電流。
在直流升壓電路中，電感L3與快恢復(fù)二極管D34、 D35、 D39及功率開(kāi) 關(guān)管Q3組成升壓電路，升壓電路中，電感L3用于儲(chǔ)能。
功率校正控制器U2及其外圍電路通過(guò)GATE腳輸出PWM信號(hào)到功率 開(kāi)關(guān)管Q3的柵極，通過(guò)PWM信號(hào)來(lái)調(diào)整功率開(kāi)關(guān)管Q3的開(kāi)通時(shí)間，將 135。375V直流電壓HT+、 VOUT-升壓到390V直流信號(hào)VOUT+、 VOUT-。 其中，電阻R036、 R037、 R038、 R039、 R040組成分壓器，用于檢測(cè)輸出電 壓VOUT+、 VOUT-的變化，并把分壓信號(hào)送給控制芯片U2的VSENSE腳， 形成電壓反饋，另外U2還根據(jù)VSENSE腳電壓的變化對(duì)整個(gè)功率校正電路 進(jìn)行過(guò)壓、欠壓、開(kāi)環(huán)保護(hù)。分流電阻R045、 R046、 R047、 R048、用于檢 測(cè)輸出電流變換，并通過(guò)電阻R041把反饋信號(hào)送給U2的ISENSE腳，ICOMP 腳通過(guò)電容C025充放電對(duì)反饋電流進(jìn)行平均，形成電流反饋，同時(shí)對(duì)功率 開(kāi)關(guān)Q3進(jìn)行過(guò)流保護(hù)。電阻R044，電容C026、 C027構(gòu)成補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)來(lái)反饋匹配各種負(fù)載條件。電阻R042， R043用于設(shè)定輸出PWM信號(hào)的頻率?？?制芯片U2由來(lái)自圖4中的直流電壓信號(hào)VCC通過(guò)芯片的VCC腳供電，并 經(jīng)電容C029、 C030濾波與緩沖。J1與J2外接電磁氣閥，控制電路(圖6) 通過(guò)排針J8的GAS腳控制繼電器K2的線圈K2A，從而控制繼電器K2觸 點(diǎn)K2B的通斷，達(dá)到控制等離子切割機(jī)的氣路的目的。電阻R7及電容C36 組成繼電器K2的滅弧電路。
如圖3所示，為等離子切割機(jī)逆變整流電路，主要包括 由功率開(kāi)關(guān)管Ql、 Q2 (型號(hào)SKW30N60HS)，快恢復(fù)二極管D14、 D20，變壓器T1 (圖1中變壓器9)組成的單端正激逆變電路；
由快恢復(fù)二極管D36、 D37、 D38，電感L2 (圖1中電感IO)組成的半 波整流電路；
在逆變電路中，功率管Ql、 Q2及變壓器Tl主要用于把圖2中功率校 正電路中輸出的直流信號(hào)VOUT+、 VOUT-逆變成65KHz的方波直流信號(hào)。 快恢復(fù)二極管用于電壓的箝位。電阻R21與電容C22，電阻R27與電容C27 分別組成RC吸收電路，對(duì)功率管Q1與Q2進(jìn)行保護(hù)，電容C4加在母線兩 端對(duì)Q1、 Q2進(jìn)行保護(hù)。穩(wěn)壓管D12、 D13、 D15，電阻R23、 R25，電容C24 及穩(wěn)壓管D17、 D18、 D19，電阻R26、 R30，電容C28分別組成保護(hù)網(wǎng)絡(luò)， 用于抑制干擾信號(hào)對(duì)Ql、 Q2門極驅(qū)動(dòng)信號(hào)的影響。驅(qū)動(dòng)芯片IS02、 IOS3 將控制電路(圖6)中U6輸出，經(jīng)電阻R24、 R28的PWM信號(hào)進(jìn)行功率放 大，再通過(guò)門極電阻R22、 R29控制功率開(kāi)關(guān)管Ql、 Q2。來(lái)自圖4中的直 流電壓Vl+、 Vl-， V2+、 V2-通過(guò)R16、 R40限流，給芯片IOS2、 IS03提供 電源。電容C23、 C25、 C26、 C29主要用于濾波與緩沖。在功率開(kāi)關(guān)管Q1、 Q2關(guān)斷時(shí)，高頻變壓器T1上電壓極性顛倒，快恢復(fù)二極管D14、 D20導(dǎo)通， 電壓被箝位?；ジ衅鱐2主要用于感應(yīng)流過(guò)功率管Ql、 Q2的電流。并把反 饋信號(hào)通過(guò)排針J8的Mess—I (J8—6P)腳和J8—7P腳傳送給控制電路(圖6)。
在二次整流電路中，快恢復(fù)二極管D36、 D37、 D38組成半波整流電路， 用于經(jīng)將高頻變壓器T1升壓后的方波信號(hào)轉(zhuǎn)換成直流信號(hào)。電感L2用于儲(chǔ) 能與濾波。電阻R52、 R53用于建立空載電壓。安規(guī)電容C50、 C51用于抑 制高頻干擾。20腳排針底座J8用于大印刷電路板與控制電路印刷電路板之 間的信號(hào)連接。如圖4所示，為切割機(jī)的輔助電源電路，輔助電源電路主要用于對(duì)整個(gè) 電路中的控制芯片提供電源。控制芯片U1 (型號(hào)UC3842BN)及其外圍電 路和變壓器T3構(gòu)成單端反激式開(kāi)關(guān)電源電路，電阻R07、 R08、 R09用于給 控制芯片U1提供上電瞬間的啟動(dòng)電壓。電阻R014、R015、R033，電容C019、 C020組成開(kāi)關(guān)電源的反饋回路，電阻R013、 R034采集電流信號(hào)并反饋給控 制芯片U1的ISENSE腳，對(duì)功率開(kāi)關(guān)管Q02 (型號(hào)FQP4N90C)進(jìn)行過(guò)流 保護(hù)。電阻R016、 R017與電容C022組成RC振蕩，給控制芯片提供輸出 PWM信號(hào)頻率基準(zhǔn)、控制芯片Ul的OUTPUT腳輸出PWM信號(hào)經(jīng)柵極電 阻ROll驅(qū)動(dòng)功率開(kāi)關(guān)管Q02工作。電阻R03、 R04，電容C014、快恢復(fù)二 極管D010組成RCD吸收電路對(duì)功率管Q02進(jìn)行保護(hù)。變壓器9-10繞組經(jīng) 二極管D32整流后形成直流電壓Vf給控制芯片Ul提供電源。同時(shí)，9-10 繞組經(jīng)二極管D9整流后形成直流電壓VCC， VCC通過(guò)排針J8的15腳給控 制電路(圖6)中的芯片供電。并經(jīng)二極管D013后形成電壓VCC1給風(fēng)扇 FAN1、 FAN2提供電源。1-2繞組及11-12繞組經(jīng)二極管D6、 D8整流后形成 直流電壓V1、 V2，給圖3中驅(qū)動(dòng)芯片IS02、 IS03提供電源。5-6繞組經(jīng)二 極管D30整流后輸出直流電壓V3，供給圖5中的光耦I(lǐng)SOl。
如圖5所示為切割機(jī)引弧電路。光耦I(lǐng)SOl的1-2單元主要用于控制切割 機(jī)的焊槍開(kāi)關(guān)，輸出GUN信號(hào)通過(guò)J8的19腳傳送給控制電路(圖6)。旁 路電阻R43、 R44與切割槍一起構(gòu)成引導(dǎo)弧回路，R43、 R44的作用是限制引 導(dǎo)弧電流，將引導(dǎo)弧限制在能夠順利引燃切割弧的最低值，并且保證切割過(guò) 程中切割弧的存在。光耦I(lǐng)SOl的3-4單元、7-8單元，根據(jù)采集到電阻R43、 R44的電壓信號(hào)進(jìn)行一系列引弧控制。光耦I(lǐng)SOl的3-4單元在僅有引導(dǎo)弧存 在的情況下內(nèi)部發(fā)光二極管導(dǎo)通。與光耦I(lǐng)SOl輸出端14相連的Ig被拉到 VOUT-。這樣就保證了引導(dǎo)弧電流大小的恒定，不受切割電流設(shè)定值Ig的影 響。光耦I(lǐng)SOl的7-8單元用于完成切割過(guò)程提起切割槍。在僅有引導(dǎo)弧存在 的情況下，電容C54與放電電阻R51形成計(jì)時(shí)器，并通過(guò)排針J8的J8—17P 與控制電路(圖6)相連，完成一定時(shí)間后引導(dǎo)弧自動(dòng)熄滅的功能。保證切 割過(guò)程的安全性。電壓V3通過(guò)限流電阻R46接到光耦I(lǐng)SOl的5-6單元。電 壓信號(hào)VCC通過(guò)兩個(gè)溫度開(kāi)關(guān)與輸出端光耦的11-12連接。輸出OVER—HOT 信號(hào)給控制電路(圖6)，用于完成切割機(jī)的過(guò)熱保護(hù)。溫度開(kāi)關(guān)ST、 ST1分別安裝在功率開(kāi)關(guān)Q2上的散熱器與高頻變壓器Tl上。電阻R3、 R4、 R5、 R6， 二極管D40通過(guò)20腳排針J8的J8一1P、 J8一2P與控制電路(圖6)相連， 組成機(jī)器的過(guò)壓與欠壓保護(hù)。電阻R37、R38通過(guò)20腳排針J8的J8—9P、 J8—14P 腳與控制電路(圖6)相連，用于電流采樣。插座J—3通過(guò)7芯排線與操作 面板電路(圖7)相連，輸出指示信號(hào)及切割電流設(shè)定值的傳輸。
如圖6所示，為等離子切割機(jī)的控制電路，該電路位于一小印刷電路板 上，通過(guò)20腳排針J8與大印刷電路板相連。在整個(gè)控制電路中，控制芯片 U6 (型號(hào)UC3845BDG)主要用于輸出PWM信號(hào)驅(qū)動(dòng)(圖3)逆變回路功 率開(kāi)關(guān)管Q1、 Q2以及采集逆變電路的電流信號(hào)，對(duì)功率管Q1、 Q2進(jìn)行過(guò) 流保護(hù)。電阻R24、 R30、 R36、 R37、 R43及圖5中電阻R37、 R38，電容 C14、 C17、 C18、 二極管D19,穩(wěn)壓管D12對(duì)來(lái)自(圖3)互感器T2感應(yīng) 出的電壓信號(hào)Mess一I進(jìn)行整流、濾波、分壓，并把感應(yīng)電壓IF送給U6的 ISENSE腳，對(duì)圖3中功率開(kāi)關(guān)管Q1、 Q2進(jìn)行過(guò)流保護(hù)。電阻R29、電容 C13通過(guò)排針J8的C—PWM腳與圖5中電阻R39組成RC振蕩，為圖3中的 逆變回路提供逆變頻率基準(zhǔn)。三極管Qll,電阻R35組成斜坡補(bǔ)償電路保證 輸出PWM信號(hào)穩(wěn)定。三極管Q17用于控制芯片OUT腳PWM信號(hào)的輸出 與關(guān)閉。芯片U6輸出VREF基準(zhǔn)電壓，用于RC振蕩的基準(zhǔn)電壓。
U7 (型號(hào)MC33074DG)為內(nèi)部包含4組運(yùn)放的集成芯片。其中U7A 單元根據(jù)排針J8一1P腳電壓對(duì)切割機(jī)進(jìn)行過(guò)壓保護(hù)。U7B單元根據(jù)排針J8一2P 腳及OVER一HOT腳對(duì)切割機(jī)進(jìn)行欠壓與過(guò)熱保護(hù)。 一旦過(guò)熱、過(guò)壓、欠壓 任何一種情況發(fā)生，二極管D15的3腳就會(huì)輸出幅值為VCC的高電平信號(hào) HOT—POWER,并通過(guò)排針J8傳送給大印刷電路板，最終通過(guò)排線J—3傳送 給操作面板電路(圖7)，點(diǎn)亮故障指示D26燈。同時(shí)，二極管D14輸出高 電平VCC，關(guān)閉控制芯片U6輸出的PWM信號(hào)，把輸出電流給定值Igl拉 到VOUT-，并通過(guò)J8—16P腳關(guān)閉操作面板電路(圖7)上的切割指示燈D35。 U7C單元為一電壓給隨器，把電流反饋信號(hào)1: 1的送給U7D的13腳。U7D 單元為一PI運(yùn)算器，把電流給定信號(hào)Igl與電流反饋信號(hào)經(jīng)過(guò)一定的運(yùn)算后 經(jīng)電阻R27送給控制芯片U6的COMP腳。芯片U6根據(jù)COMP腳電壓的變 化來(lái)改變輸出PWM信號(hào)的占空比。通過(guò)這一電流反饋系統(tǒng)達(dá)到切割機(jī)輸出 電流的恒定。U5 (型號(hào)NE556)主要用于控制引導(dǎo)弧電流的持續(xù)時(shí)間以及切割機(jī) 滯后送氣的時(shí)間。當(dāng)切割槍開(kāi)關(guān)合上時(shí)，U5的RESET1腳會(huì)產(chǎn)生一觸發(fā)信 號(hào)。使556—OUT1輸出一定寬度的高電平脈沖信號(hào)用來(lái)控制引導(dǎo)弧持續(xù)時(shí)間。 脈沖高電平的寬度有控制芯片U5的1腳與2腳外接的電阻R44、 R45，電容 C33來(lái)確定。當(dāng)切割槍開(kāi)關(guān)松開(kāi)時(shí)，U5的REST2腳會(huì)產(chǎn)生一觸發(fā)信號(hào)， 556—OUT2輸出一定寬度的高電平脈沖用來(lái)控制滯后送氣的時(shí)間，高電平脈 沖信號(hào)的寬度由U5的12腳與13腳外接電阻R60、 R61及電容C29來(lái)確定。
U4 (型號(hào)CD4093BM)內(nèi)部包含四個(gè)與非門單元，通過(guò)4個(gè)與非門 相互連接形成一邏輯電路。在U5的556—OUTl輸出高電平期間。U4的U4—IIP 腳輸出低電平，保證了引導(dǎo)弧電流期間有PWM信號(hào)的輸出，高電平信號(hào)過(guò) 后U5的556J)UT1腳輸出低電平，關(guān)閉PWM信號(hào)。由于在引導(dǎo)弧期間圖5 中光耦I(lǐng)SOl的3—4單元導(dǎo)通，電流給定Ig被拉到VOUT-。高電平脈沖信 號(hào)使開(kāi)關(guān)管Q12關(guān)斷，保證二極管Q9的2腳有電壓輸出。同時(shí)Igl有電壓 輸出。Q9的2腳電壓大小決定了引導(dǎo)弧電流的大小。
U3 (型號(hào)CD40106BCM)內(nèi)部包含6個(gè)非門單元，通過(guò)6個(gè)非門的 相互連接形成一觸發(fā)電路。用來(lái)控制U4的觸發(fā)信號(hào)RESET1。切割槍合上 時(shí)圖5中光耦I(lǐng)SOl的1-2單元導(dǎo)通。光耦I(lǐng)SOl輸出端的GUN腳變成高電 平信號(hào)VCC。當(dāng)GUN腳為高電平VCC時(shí)，三極管Q4導(dǎo)通，圖3中送氣繼 電器K2閉合，保證了在整個(gè)切割過(guò)程中氣體的存在。同時(shí)U3的U3—10P腳 輸出低電平，保證切割槍合上有PWM信號(hào)輸出。切割槍開(kāi)關(guān)松開(kāi)以后，由 于U5的556一OUT2輸出一定寬度的高電平，切割槍松開(kāi)以后三極管Q4繼續(xù) 導(dǎo)通。送氣繼電器K2繼續(xù)閉合一段時(shí)間。這一過(guò)程完成滯后送氣。
如圖7所示，為操作面板電路，主要有電位器R42及LED燈，電位器 R42主要用來(lái)調(diào)節(jié)切割機(jī)輸出電流的大小，綠色LEDD2用作電源指示，黃 色LEDD35用來(lái)切割指示。紅色LEDD26用來(lái)故斷過(guò)壓、欠壓、過(guò)熱)指示。
所述的功率校正電路(圖2)、逆變及二次整流電路(圖3)、輔助電源 電路(圖4)、引弧電路(圖5)位于大印刷電路?？刂齐娐?圖6)位于一 小印刷電路板，與大印刷電路板通過(guò)20針的排針連接。操作面板電路(圖7) 位于另一小印刷電路板，與大印刷電路板通過(guò)7芯排線連接。
權(quán)利要求
1.一種逆變等離子切割機(jī)，包含電路連接的逆變整流電路、引弧電路、控制電路和輔助電源電路，其特征在于，該逆變等離子切割機(jī)還包含一個(gè)功率校正電路；所述的引弧電路連接所述的逆變整流電路的輸出端，完成切割過(guò)程；所述的控制電路分別電路連接所述的功率校正電路、逆變整流電路和引弧電路，控制整個(gè)切割機(jī)的工作；所述的輔助電源電路分別電路連接所述的功率校正電路、逆變整流電路、引弧電路和控制電路，為上述電路提供電源；所述的功率校正電路的輸入端接入外部電源，輸出端電路連接到所述逆變整流電路，該功率校正電路包含電路連接的初級(jí)整流電路和直流升壓電路；所述的初級(jí)整流電路中包含電路連接的EMI濾波電路和整流電路；所述的直流升壓電路中包含電路連接的升壓控制電路和升壓電路；整流電路把通過(guò)接線端子輸入切割機(jī)的交流電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓，升壓控制電路輸出脈沖寬度調(diào)制信號(hào)到升壓電路，通過(guò)脈沖寬度調(diào)制信號(hào)來(lái)調(diào)整升壓電路功率管的開(kāi)關(guān)時(shí)間，從而將整流電路輸出的低直流電壓升高為高壓直流信號(hào)，所述的升壓控制電路對(duì)整個(gè)功率校正電路進(jìn)行過(guò)壓、欠壓、開(kāi)環(huán)保護(hù)。
2. 如權(quán)利要求1所述的逆變等離子切割機(jī)，其特征在于，所述的功率校正電路還包含防浪涌電路，用于防止開(kāi)機(jī)瞬間的浪涌電流。 '
3. 如權(quán)利要求1所述的逆變等離子切割機(jī)，其特征在于，所述的功率校正電路還包含分壓電路，用于檢測(cè)輸出的升壓直流電壓的變化，并把分壓信號(hào)送給升壓控制電路，形成電壓反饋。
4. 如權(quán)利要求1所述的逆變等離子切割機(jī)，其特征在于，所述的功率校正電路還包含分流電路，用于檢測(cè)輸出電流變換，并將分流信號(hào)送給升壓控制電路，形成電流反饋。
5. 如權(quán)利要求1所述的逆變等離子切割機(jī)，其特征在于，所述的功率校正電路還包含補(bǔ)償電路，用于反饋匹配各種負(fù)載條件。
6. 如權(quán)利要求1所述的逆變等離子切割機(jī)，其特征在于，所述的逆變整流電路包含電路連接的單端正激逆變電路和半波整流電路；在逆變電路中，單端正激逆變電路把功率校正電路中輸出的直流信號(hào)逆變成方波直流信號(hào)，并可實(shí)現(xiàn)電壓的箝位，半波整流電路將經(jīng)過(guò)升壓后的方波直流信號(hào)轉(zhuǎn)換成直流信號(hào)。
7. 如權(quán)利要求1所述的逆變等離子切割機(jī)，其特征在于，所述的逆變等離子切割機(jī)還包含一控制面板電路，其分別電路連接功率校正電路、逆變整流電路、引弧電路、控制電路和輔助電源電路，該控制面板電路用于輸入各種指令，并顯示工作狀態(tài)。
8. 如權(quán)利要求1所述的逆變等離子切割機(jī)，其特征在于，所述的逆變等離子切割機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)上，采用風(fēng)扇與主要功率元器件及散熱器交叉排列的方式主要功率元器件固定在散熱器上，后蓋上設(shè)置一后部風(fēng)扇，印刷電路板設(shè)置在切割機(jī)中部，在印刷電路板上設(shè)置一中部風(fēng)扇，后部風(fēng)扇、中部風(fēng)扇和主要發(fā)熱元件均處于同一水平線上,后部風(fēng)扇通過(guò)后蓋百葉窗抽外界空氣，中部風(fēng)扇把內(nèi)部熱量通過(guò)前蓋上的網(wǎng)狀散熱孔及側(cè)面的百葉窗吹到切割機(jī)外面，這樣形成一個(gè)良好的水平風(fēng)道，提高了內(nèi)部功率器件的使用壽命，保證了機(jī)器的穩(wěn)定性及可靠性。
9. 如權(quán)利要求8所述的逆變等離子切割機(jī)，其特征在于，需要散熱的功率器件在電位相同的情況下共用同一散熱器。
全文摘要
本發(fā)明提供的一種逆變等離子切割機(jī)，在傳統(tǒng)等離子切割機(jī)基礎(chǔ)上增加一種功率校正裝置，使得逆變等離子切割機(jī)的輸入電壓與電流相位同步、電流波形的畸變得到改善，同時(shí)還可以抑制諧波，減小峰值電流和有效電流，最終提高功率能效，該逆變等離子切割機(jī)將主要功率元器件固定在散熱器上，后蓋上設(shè)置一后部風(fēng)扇，印刷電路板設(shè)置在切割機(jī)中部，在印刷電路板上設(shè)置一中部風(fēng)扇，后部風(fēng)扇、中部風(fēng)扇和主要發(fā)熱元件均處于同一水平線上，后部風(fēng)扇通過(guò)后蓋百葉窗抽外界空氣，中部風(fēng)扇把內(nèi)部熱量通過(guò)前蓋上的網(wǎng)狀散熱孔及側(cè)面的百葉窗吹到切割機(jī)外面，從而形成一個(gè)良好的水平風(fēng)道，改善了散熱性能，提高了器件的使用壽命，保證了整機(jī)的穩(wěn)定性和可靠性。
文檔編號(hào)B23K10/00GK101602137SQ20091005750
公開(kāi)日2009年12月16日 申請(qǐng)日期2009年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月30日
發(fā)明者劉記周, 徐德進(jìn), 靜 沈, 胡成綽, 范曄平 申請(qǐng)人:上海廣為電器工具有限公司;上海廣為美線電源電器有限公司;上海廣為拓浦電源有限公司