一种小弧控制电路的制作方法

1.本实用新型涉及空气等离子切割机电路技术领域，特别涉及一种小弧控制电路。


背景技术：

2.空气等离子切割机，在切割起弧阶段，有很多使用场景，需要转移引弧功能，即先要引燃割炬内部的小电弧，然后割炬靠近工件，引燃工件与割炬电极之间的电弧（行业内称这种引弧方式为：转移引弧方式）。在这个过程中，需要一个控制小弧的电路，完成小弧的开启与关闭。目前，这个控制回路，多采用继电器、交流接触器、大功率igbt等作为主要控制原件。由于该小弧电压较高（直流240v以上）、电流较大（直流20a左右），小弧在开关过程中会产生能量充足的反向电动势，容易引起开关原件损坏失效，从而造成整机故障率居高不下。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种小弧控制电路，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种小弧控制电路，包括控制信号接口p1、电阻r1、大功率igbt器件q1、电阻r2、电容c1、大功率二极管d1、大功率二极管d2、电阻r3、电容c2、接口s1和接口s2，所述控制信号接口p1通过电阻r1连接到大功率igbt器件q1，大功率igbt器件q1起开关作用。所述电阻r2和电容c1并联在电路上，所述电阻r2和电容c1的作用是滤波，消除干扰信号引起q1误动作。所述大功率二极管d1与大功率二极管d2并联在电路上，控制相关电流的流向。所述电阻r3与电容c2相互串联构成吸收电路，并联在电路上，可消耗q1开关与关断时产生的能量。
5.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述接口s1和接口s2是电弧电流的接口，小弧电流由接口s1流入，接口s2流出。
6.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型加入了大功率二极管d1和大功率二极管d2。为保证切割电流的稳定性，在切割机的主回路中必然存在电感量较大的电感，小弧电流也要从此电感中通过，由电学原理可知：当电流路径中存在电感，在电流开通与关闭时会产生反向电动势。在上述工作过程中，大功率igbt器件q1作为主要开关器件，必然要受到反向电动势的冲击。这种冲击的能量相对于q1来说是较大的，不采用防御措施，就要求大功率igbt器件q1具有良好的抗冲击性能。受限于现阶段的生产水平，大功率的igbt价格高昂。必然导致整机成本大幅度上升。本设计中，使用两个大功率二极来承担反向冲击：小弧开启时，小弧电流从接口s1输入，通过大功率igbt器件q1与大功率二极管d1，流过大功率二极管d1的电流是顺向的，对小弧电流可能正常通过。而小弧关断时，反向电流从接口s2输入，流至大功率二极管d1时，大功率二极管d1反向不导通，反向电流无法流经大功率igbt器件q1，只能从大功率二极管d2通过，再通过电阻r3与电容c2的吸收电路将能量消耗掉。通过这种设计，大功率二极管d1和大功率二极管d2就可以替代大功率igbt器件q1承担反向冲击。而大功率二极管相对来说，成本更低。由于大功率igbt器件q1不需要承
受冲击，就可以选择便宜得多的器件了。从而降低了整机成本，提高了产品竞争力。
附图说明
7.图1为本实用新型电路连接示意图。
具体实施方式
8.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
9.请参阅图1，本实用新型提供了一种小弧控制电路，p1为控制信号接口，控制信号由此输入，通过电阻r1给到q1，q1是一个大功率igbt器件，在本发明中起开关作用。电阻r2和电容c1的作用是滤波，消除干扰信号引起q1误动作。d1与d2为大功率二极管，控制相关电流的流向。电阻r3与电容c2构成吸收电路，可能消耗q1开关与关断时产生的能量。s1和s2是电弧电流的接口，小弧电流由s1流入，s2流出。
10.工作过程：当需要小弧电流时，从p1输入高电平信号，q1导通，小弧电流从s1流入，途经q1，d1从s2流出。当关闭小弧时，从p1输入低电平信号，q1关闭，从s1流入的电弧电流被阻断，小弧关闭。
11.设计中的关键之处在于，加入了大功率二极管d1和d2。为保证切割电流的稳定性，在切割机的主回路中必然存在电感量较大的电感，小弧电流也要从此电感中通过，由电学原理可知：当电流路径中存在电感，在电流开通与关闭时会产生反向电动势。在上述工作过程中，q1作为主要开关器件，必然要受到反向电动势的冲击。这种冲击的能量相对于q1来说是较大的，不采用防御措施，就要求q1具有良好的抗冲击性能。受限于现阶段的生产水平，大功率的igbt价格高昂。必然导致整机成本大幅度上升。本设计中，使用两个大功率二极来承担反向冲击，则可以解决这个问题。思路是这样的：小弧开启时，小弧电流从s1输入，通过q1与d1，流过d1的电流是顺向的，对小弧电流可能正常通过。而小弧关断时，反向电流从s2输入，流至d1时，d1反向不导通，反向电流无法流经q1，只能从d2通过，再通过吸收电路将能量消耗掉。通过这种设计，d1和d2就可以替代q1承担反向冲击。而大功率二极管相对来说，成本更低。由于q1不需要承受冲击，就可以选择便宜得多的器件了。从而降低了整机成本，提高了产品竞争力。
12.在本实用新型的描述中，需要理解的是，指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
13.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
14.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。


技术特征：
1.一种小弧控制电路，其特征在于：包括控制信号接口p1、电阻r1、大功率igbt器件q1、电阻r2、电容c1、大功率二极管d1、大功率二极管d2、电阻r3、电容c2、接口s1和接口s2，所述控制信号接口p1通过电阻r1连接到大功率igbt器件q1，所述电阻r2和电容c1并联在电路上，所述电阻r2和电容c1的作用是滤波，所述大功率二极管d1与大功率二极管d2并联在电路上，所述电阻r3与电容c2相互串联构成吸收电路、且并联在电路上。2.根据权利要求1所述的一种小弧控制电路，其特征在于：所述接口s1和接口s2是电弧电流的接口，小弧电流由接口s1流入，接口s2流出。

技术总结
本实用新型公开了一种小弧控制电路，包括控制信号接口P1、电阻R1、大功率IGBT器件Q1、电阻R2、电容C1、大功率二极管D1、大功率二极管D2、电阻R3、电容C2、接口S1和接口S2，所述控制信号接口P1通过电阻R1连接到大功率IGBT器件Q1，所述电阻R2和电容C1并联在电路上，所述电阻R2和电容C1的作用是滤波，所述大功率二极管D1与大功率二极管D2并联在电路上，所述电阻R3与电容C2相互串联构成吸收电路、且并联在电路上。本实用新型用低成器件完成高性能控制，用低廉的成本，提高小弧控制电路的可靠性，降低整机故障率。整机故障率。整机故障率。


技术研发人员：张健
受保护的技术使用者：山东华奥电气有限公司
技术研发日：2021.01.15
技术公布日：2021/10/18