单相多电压数码管显示三电位器调参数的多功能焊机的制作方法

1.本发明属于逆变焊机技术领域，涉及一种采用单相110～120v和220～240v电源供电，具有mig/mag气体保护焊、手工电弧焊和氩弧焊三种功能的单相多电压数码管显示三电位器调参数的多功能焊机。


背景技术：

2.目前，小型逆变式mig/mag气体保护焊机产品市场的竞争十分激烈，不仅体现在焊机的功能和焊接性能方面，如是否可用多种焊接方法；焊接效果是否良好，还体现在显示和操作界面是否先进，是否方便用户操作和使用，以及是否具有vrd(空载低电压输出)和参数一元化调节功能；可靠性是否较高等方面，这些都在很大程度上取决于焊机控制电路的技术的先进性和优势，以及产品的外观和内部结构设计。
3.国内外市场上，小型igbt逆变式mig/mag气体保护焊机的额定电流通常在140～200a(负载持续率60～15％)的水平。大多数的此类焊机产品都是220v～240v单相供电电源的，无法用于其它的供电电压(如110v～120v和220v～240v通用)和焊接功能(如手工焊、氩弧焊；气保焊和手工焊两功能的较多)。同时，显示和操作控制电路，以及内部控制电路，也采用模拟控制，没有采用微处理器数字化控制技术。全模拟控制的电路，集成度低，并且对多焊接方法的焊机来说，电路显得更加复杂，降低了电路工作的可靠性。此外，电路板和焊机的尺寸也大，浪费原材料；加之焊机的电磁兼容性没有有效的技术措施，无法通过emc电磁兼容性认证。因此，这样的产品，市场竞争力自然会弱，其应用范围会受到一定的限制。
4.因此，如何采用双微处理控制器及其电路系统，开发多输入电压、多功能化、技术含量高的逆变焊机是有一定技术难度的，这也是本发明焊机控制技术需要解决的问题。


技术实现要素：

5.本发明为一种单相多电压数码管显示三电位器调参数的多功能焊机。焊机可在单相110～120v或220～240v，50或60hz的输入电源电压下使用，具有mig/mag气体保护焊、手工电弧焊和氩弧焊三种焊接方法。并且，在这三种焊接方法下，其空载时都有vrd功能。
6.焊机的送丝部分，包括：气体保护焊时用的焊丝盘轴、送丝机构、欧式气保焊焊枪接口及其主控制电路板上的送丝控制电路部分。送丝机构采用送丝机构的支撑架、送丝机构的塑料垫板、送丝机构的固定支架ⅰ、送丝机构的固定支架ⅱ零部件与立式中隔板、底板进行绝缘隔离、固定安装。送丝盘轴安装在内部立式中隔板上。送丝机构靠近焊机前面板。送丝机构与前面板上安装的欧式气保焊焊枪接口进行相应的连接。气保焊时，气保焊焊枪与欧式气保焊焊枪接口配合连接。焊丝安装到焊丝盘轴上。焊丝安装后可送入到送丝机构，再通过欧式气保焊焊枪接口输送到与之连接的焊枪头部。通过送丝机构的送丝轮和压紧轮，在电路的控制下，可使焊丝从气保焊焊枪的导电嘴伸出。气保焊时，焊丝的送丝速度大小受控于电路板和对应的送丝速度参数控制。调节送丝速度即可改变焊接电流的大小。欧式气保焊焊枪接口上的保护气体接口通过一个气管连接到电磁气阀。保护气体从焊机外部
接入到电磁气阀的气体输入口。当打开气瓶后，通过操作控制，在焊机电路的控制作用下，可使电磁气阀通、断，从而使保护气体接入焊枪，并从焊枪头部流出，实现对焊接区的金属保护。手工焊和氩弧焊时，则不对送丝部分进行控制。
7.焊机的外壳部分。包括提手、机壳、门扣、侧盖板和底板、前塑料面板、后塑料面板。
8.焊机后塑料面板上安装的零部件主要有：电源开关、输入电压切换开关、供电电源线及其插头、电源线的固线器、后面板冷却风扇及其固定支架、保护气的气接头或进气嘴及电磁气阀部分。冷却风扇的固定支架可通过螺丝固定在机壳的底板上，冷却风扇再通过螺丝固定在它上面。供电电源线及其插头连接到供电电网，必要时使用输入电源转换插座进行转换连接。电源开关控制焊机电源的通或断。冷却风扇对焊机内部的一些零部件进行强迫风冷。冷却风扇位于焊机的后部，冷风从焊机机箱后面板后部的进气孔进行。可使内部电路板上等部分的一些发热器件或零部件，如igbt及散热器、快速恢复二极管及散热器等零部件得到较好的冷却。根据焊接输出电流和负载持续率要求的不同，在焊机内部的逆变主电路和电源电路板上还可设置一个冷却风扇。这样的风道和冷却方式设计，有利于保障焊机电路工作的可靠性，也是本发明焊机实现较大电流和高负载持续率的重要原因之一。
9.焊机前塑料面板上安装的零部件主要有：欧式焊枪接口的固定座、欧式焊枪接口、黑色负极性输出快速接头座组件、红色正极性输出快速接头座组件、焊枪极性转换插头及其连接的焊接电缆、拉丝式spool焊枪连接线插座、数码管显示和操作控制面板、前面板金属小板和前控制板的防护盒。
10.焊机的内部，除了前、后面板上安装的零部件外，立式中隔板通过螺丝固定在底板上；emi滤波板可根据制作焊机有选择的使用，它通过螺丝安装在立式中隔板上；主控制板也通过螺丝安装在立式中隔板上；主电路 电源电路板，包括安装在该电路板上的小控制板，作为一个组件通过支撑件和螺丝固定在底板上，元器件一侧面向立式中隔板安装，防护涤纶薄膜则固定在电路板的焊接面，防护涤纶薄膜用于防护电路板；主电路 电源电路板还有快恢复二极管及其铝散热器、igbt管组及其铝散热器、电路板冷却风扇、逆变主变压器，以及大量的电子元器件和零部件。
11.此外，在焊机内部结构设计方面，通过立式中隔板，把焊机的内部左侧机械部分与右侧的电路板部分分开。右侧的控制电路部分相当于被立式中隔板、外壳、底板、后面板和前面板组成的外壳包围。可起到隔离大电流强电磁干扰，限制电磁辐射，提高焊机可靠性的作用。
12.本发明焊机，手工电弧焊时两组输出快速接头座组件用于分别连接电焊钳电缆和工件夹电缆。连接时的极性可根据电焊条的种类和要求决定连接的方式。红色，代表正输出；黑色，代表负输出；氩弧焊时，氩弧焊枪连接至负极性输出快速接头座组件，而正极性输出快速接头座组件则连接至被焊的工件。焊枪的气管通过外部连接的气管连接至供气系统；气保焊时焊枪连接到欧式焊枪接口组件。黑色输出快速接头座组件通常用于连接工件夹焊接电缆，这种连接方式称为反接或反极性连接。利用极性转换插头，分别连接到焊机输出的正、负极性端，可实现焊接输出的极性连接方式转换。究竟是采用反接或反极性连接，还是采用正极性连接方式，取决于气保焊焊丝的种类和焊接工艺的要求。
13.对于控制电路板部分，电路板设计为五块，分别是emi输入滤波电路板(emi)、主电路和电源(main circuit power-pcb)电路板，数码管显示和操作控制电路板(operation
dispaly-pcb)，电磁阀控制和电流反馈信号放大、变换处理控制板或小控制板(small-pcb)(注：此电路板安装在主电路和电源电路板上)、主控制电路板(main control-pcb),其中，emi输入滤波电路板可根据emc电磁兼容性测试和认证的需要进行选配。
14.输入供电电源连接至焊机的电源输入端，供电系统的保护性接地连接焊机的金属机架或外壳。焊机的后面板上设置有电源开关。对于多输入电源电压的焊机，焊机的后面板上还设置有一个供电电源电压的选择转换开关，例如，120v/220v电源电压的焊机，设有120v/220v的电源电压的选择开关，用户需根据供电输入的电压类型进行相应地选择；在焊机电源开关的后级，同时也在焊机的内部，靠近供电输入的附近，焊机的制作可根据emc电磁兼容性测试和认证的需要，选配emi输入滤波电路板(emi)进行安装；如不需要，则不进行emi电路板的安装；如不需要，则不进行emi滤波电路板的安装；之后，再连接供电电源至主电路和电源(main circuit power-pcb)电路板，该电路板的输出正极性output( )、负极性output(-)则分别对应连接到焊机前面板上安装的输出正极性、负极性快速接头组件的接线端，同时，焊机前面板上安装的mig/mag气保焊欧式接头组件的焊接电流导电接线端通过焊机内部的焊接电缆与焊机前面板上安装的极性转换快速插头连接在一起，通过该极性转换快速插头，可分别与前面板上安装的输出正极性、负极性快速接头组件的插座连接，以实现mig/mag气保焊焊枪的导电嘴既可连接输出正极性，也可连接输出负极性的转换目的，当然，焊接前，如mig/mag气保焊焊枪接输出正极性，则工件连接输出负极性；如mig/mag气保焊焊枪接输出负极性，则工件连接输出正极性。这样就可满足不同焊丝焊接极性选择的使用要求。如果是氩弧焊(tig)或手工焊(mma)焊接，则极性转换快速插头在焊机外部不与输出正、负极性插座进行连接，而是根据这两个焊接方法的连接方式要求，去连接氩弧焊(tig)焊枪或手工焊(mma)电焊钳以及工件。焊机的冷却风扇fan，在主电路和电源(main circuit power-pcb)电路板上设有两个插座接口，分别是cn5和cn15，可用于连接冷却风扇fan；冷却风扇fan的数量配置可根据本发明焊机的额定电流大小和负载持续率要求进行选择，例如，对于200a的机型，为保证焊机有足够大的电流和负载持续率，需要配置两个冷却风扇fan，其中一个冷却风扇fan安装在焊机的后面板上，另一个冷却风扇fan则安装在主电路和电源(main circuit power-pcb)电路板上；对于170a或140a的机型，则可只配置一个冷却风扇fan，并且安装在焊机的后面板上，当然，如果仍然选配两个冷却风扇fan，则焊机的实际负载持续率可达很高的数值；可选配双冷却风扇的设计，有利于制造焊机时的性能参数灵活匹配；主电路和电源(main circuit power-pcb)电路板的cn4插座，通过插头及其连接线与电磁阀控制和电流反馈信号放大、变换处理控制板或小控制板(small-pcb)的cn1插座进行连接，后者的gas插座通过插头及其连接线与焊机内部的电磁气阀进行连接；小控制板(small-pcb)安装在主电路和电源电路板上；主电路和电源(main circuit power-pcb)电路板的cn1、cn3、cn6、cn16插座，通过插头及其连接线分别与主控制电路板(main control-pcb)的cn1、cn7、cn2、cn9插座进行连接；主控制电路板(main control-pcb)的cn4插座，通过插头及其连接线与数码管显示和操作控制电路板(operation dispaly-pcb)的cn1插座进行连接；主控制电路板(main control-pcb)的moto插座，通过插头及其连接线与送丝电机(wire feeder)的控制线进行连接；主控制电路板(main control-pcb)的gun switch插座，通过插头及其连接线与焊机前面板上的欧式焊枪接口的焊枪开关控制线进行连接；主控制电路板(main control-pcb)的oh插座，通过插头及其连接线与过热保护温控
器wkq的连接线进行连接，过热保护温控器wkq紧贴igbt的散热器表面进行安装；如果用户不使用欧式接口连接焊枪，而是采用spool拉丝式mig/mag气保焊焊枪进行焊接，则这种spool拉丝式焊枪的插头可与本发明焊机前面板上下方配置的拉丝式焊枪的插座进行连接；同时，采用立式中隔板上的mig/spool焊枪接入转换开关进行切换，即把开关拨到相应的拉丝枪一侧；主控制电路板(main control-pcb)的mig/spool插座，通过插头及其连接线与焊机立式中隔板上的mig/spool焊枪接入转换开关进行连接；mig/spool焊枪接入转换开关上，不仅有给u2的切换控制信号线，还有切换送丝机电枢的控制线，即后者可实现两种焊枪的送丝机电枢连接方式的转换；如使用欧式焊枪，则转换开关置于欧式焊枪一侧，转换开关同时连通送丝机的电枢控制端；如使用拉丝枪，则可连通到焊机前面板下方插座对应的拉丝枪的电枢控制线；前面板上的拉丝式mig/mag气保焊焊枪插座的控制线则分别是连接到主控制板(main control-pcb)上的电机电枢电压输出线和焊枪开关控制线两端的，焊接时采用拉丝枪的开关进行焊接控制操作；这种spool拉丝式焊枪主要用于细焊丝、铝焊丝的焊接，不容易发生阻丝或送丝不稳等焊接异常问题。主控制电路板(main control-pcb)的120v/240v插座，通过插头及其连接线与焊机后面板上的110-120v和220-240v电源转换开关连接，通过开关的转换，相应地把电压等级信号输入给主控制板电路。各电路板及其外围零部件之间电连接，可满足手工焊、氩弧焊和mig/mag气体保护焊三种种焊接方法的各项控制要求和状态指示。
15.焊机的数码管显示和操作控制面板(operation display-pcb)部分，从焊机的外部看，该控制面板的上方设有数码管显示器，左边的数码管用于显示电流(a)或送丝速度(wfs)；右边的数码管用于显示电压(v)；在电流(a)或送丝速度(wfs)显示器的左边，设有电源(power)指示灯和警告(alarm)指示灯；在电压(v)显示器的右边，设置有一个2t(2步)/4t(4步)功能选择按键及相应的指示灯，两个指示灯布置在该按键的左边；2t(2步)/4t(4步)模式选择按钮用于mig/mag气保焊焊枪开关的操作方式选择。2t模式是指按下焊枪开关，开始进行气保焊焊接。松开焊枪开关则停止焊接。4t模式是指按下焊枪开关，开始进行气保焊焊接，松开焊枪开关继续保持焊接，再次按下焊枪开关，准备结束焊接，松开焊枪开关则停止焊接；在2t(2步)/4t(4步)功能选择按键的下方，设置有一个气保焊(mig/mag)/氩弧焊(tig)/手工焊(mma)的焊接方法选择按键及相应的指示灯，三个指示灯布置在该按键的左边；气保焊(mig/mag)/氩弧焊(tig)/手工焊(mma)功能转换按钮用于对应的三种焊接方法的选择，并有相应的指示灯进行指示；在电流(a)或送丝速度(wfs)显示数码管、电压(v)显示数码管的下方，设置有三个参数调节电位器；左边的参数调节电位器为气保焊(mig/mag)时的送丝速度(wsf)或电流(a)调节、氩弧焊(tig)或手工焊(mma)时的电流(a)调节电位器，中间的参数调节电位器为气保焊(mig/mag)时的电压(v)或手工焊(mma)时的推力电流(arc force)调节电位器，右边的参数调节电位器为气保焊(mig/mag)时的电感(indutance)参数调节电位器；在选择手工焊(mma)方法的情况下，可调节的参数为焊接电流、推力电流，分别通过对应的电位器进行参数调节或设定；在选择氩弧焊(tig)方法的情况下，可调节的参数为焊接电流(a)；在选择气保焊(mig/mag)方法的情况下，可调节的参数为送丝速度(wsf)或电流(a)、电压(v)、电感(indutance)。
16.警告(alarm)指示灯用于指示过热或过流状态是否发生；对于过热保护，温度继电器紧贴igbt散热器的表面进行安装，当内部igbt的散热器温度过高，超过温度继电器的动
作温度时，在控制电路的作用下，一方面可通过警告(alarm)指示灯点亮指示发生了过热现象；另一方面，可使焊机停止焊接或输出电流，在焊机不输出的情况下，冷却风机的作用会使发热的igbt散热器温度降低。当降低到热保护器的恢复动作温度时，热保护器恢复，焊机过热现象消除，过热指示灯熄灭。同时，焊机可再次焊接使用。这样的设计，比较方便焊机操作者的选择和使用。对于过流保护，如果焊机在工作过程中检测到过流现象，则也会通过警告(alarm)指示灯进行指示，同时控制电路也会关闭焊机输出。此时，用户需要降低使用电流，并且，关闭供电电源后再次闭合电源开关，才能再次使用焊机。如警告(alarm)指示灯无法熄灭，则代表焊机的控制电路出现了故障。
17.对不同电流等级和负载持续率要求的本发明焊机，可通过调整电路板上少量的零部件规格参数，即可形成不同输出额定电流和负载持续率的产品，使产品系列化。例如，小电流机型，可采用单冷却风扇配置，如配置两个风扇，则可大幅提高负载持续率；改变igbt器件的电流等级和散热器尺寸；改变快速恢复二极管的型号和参数；改变逆变主变压器和输出滤波电抗器的规格和参数等，也容易形成不同规格的系列产品。当然，这些变化，目的是使产品的制作成本与相应机器的规格参数和性能指标相匹配。这样，每种规格型号的焊机才能实现最优化的成本控制。这就提升了所开发产品的市场竞争力。
18.本发明焊机，采用输入emi滤波电路，以及其它的抗干扰电路和整机的结构布局设计来保障焊机具有较好的emc电磁兼容性；采用微处理器控制的显示和操作控制电路系统，来实现焊接参数的给定、一元化调节、参数显示、焊接方法的选择、焊枪开关操作方式的选择，以及各种状态指示；采用开关电源电路，在较大的输入电压变化范围内，可使焊机的控制电路仍然有稳定的工作电压供电，不仅提高了焊机的抗网压波动能力，而且降低了焊机的重量和成本；采用微处理器控制的倍压转换和控制电路，实现焊机多输入电压的转换和控制，增强了焊机对不同国家和地区供电网压的适应性；采用微处理器控制的焊枪开关信号检测、mig焊拉丝枪检测、电磁气阀控制、过热保护信号检测、电流和信号检测、送丝动作及其速度给定控制、输出给定、pwm信号的关断等控制，大大简化了焊机的控制电路系统，提高了电路的集成度和工作可靠性；采用光耦、线性光耦等对强弱电进行电气隔离，进一步保障了控制电路工作的可靠性；送丝速度采用电枢电压负反馈和电流正反馈或补偿控制，保障了送丝和焊接过程的稳定性；采用了vrd控制电路，使焊机不仅在手工焊(mma)下，具备vrd功能，就是在氩弧焊(tig)和mig/mag气保焊下，也同样具有vrd功能，这就进一步提升了焊机使用的安全性。因此，多种技术方法的使用，提升了产品的技术性能和可靠性。
附图说明
19.图1是利用本发明制成的一种示例焊机的结构示意图；
20.图2是本发明焊机的电路原理框图；
21.图3是本发明焊机主电路和电源电路板部分的电路原理图；
22.图4是本发明焊机的输入emi滤波电路板部分的电路原理图；
23.图5是本发明焊机数码管显示和操作控制板部分的电路原理图；
24.图6是本发明焊机小控制板部分的电路原理图；
25.图7是本发明焊机主控制板部分的电路原理图一；
26.图8是本发明焊机主控制板部分的电路原理图二。
具体实施方式
27.如图1和所示。图1是利用本发明制成的一种单相多电压数码管显示三电位器调参数的多功能焊机的结构设计示意图。焊机的组成部分包括：
28.1)送丝部分，包括：气体保护焊时用的焊丝盘轴5、送丝机构10、欧式气保焊焊枪接口8和9及其主控制电路板上的送丝控制电路部分。送丝机构10采用送丝机构的支撑架11、送丝机构的塑料垫板12、送丝机构的固定支架ⅰ13、送丝机构的固定支架ⅱ14零部件与立式中隔板15、底板27进行绝缘隔离、固定安装。送丝盘轴5安装在内部立式中隔板15上。送丝机构10靠近焊机前面板30。送丝机构10与前面板30上安装的欧式气保焊焊枪接口9进行相应的连接。气保焊时，气保焊焊枪与欧式气保焊焊枪接口9配合连接。(1或5kg)焊丝安装到焊丝盘轴5上。焊丝安装后可送入到送丝机构10，再通过欧式气保焊焊枪接口9输送到与之连接的焊枪头部。通过送丝机构10的送丝轮和压紧轮，在电路的控制下，可使焊丝从气保焊焊枪的导电嘴伸出。气保焊时，焊丝的送丝速度大小受控于电路板和对应的送丝速度参数控制。调节送丝速度即可改变焊接电流的大小。欧式气保焊焊枪接口9上的保护气体接口通过一个气管连接到电磁气阀20。保护气体从焊机外部接入到电磁气阀20的气体输入口。当打开气瓶后，通过操作控制，在焊机电路的控制作用下，可使电磁气阀20通、断，从而使保护气体接入焊枪，并从焊枪头部流出，实现对焊接区的金属保护。手工焊和氩弧焊时，则不对送丝部分进行控制。
29.2)外壳部分。包括提手2、机壳2、门扣3、侧盖板4和底板29、前塑料面板30、后塑料面板24。
30.3)后塑料面板24上安装的零部件有：电源开关22、输入电压切换开关21、供电电源线及其插头18、电源线的拉不脱17(也称为固线器)、后面板冷却风扇26及其固定支架25、保护气的气接头或进气嘴及电磁气阀20部分。冷却风扇的固定支架可通过螺丝固定在机壳的底板29上，冷却风扇26再通过螺丝固定在它上面。供电电源线及其插头18连接到供电电网，必要时使用输入电源转换插座进行转换连接。电源开关20控制焊机电源的通或断。冷却风扇26对焊机内部的一些零部件进行强迫风冷。冷却风扇26位于焊机的后部，冷风从焊机机箱后面板后部的进气孔进行。可使内部电路板上等部分的一些发热器件或零部件，如igbt及散热器、快速恢复二极管及散热器等零部件得到较好的冷却。根据焊接输出电流和负载持续率要求的不同，在焊机内部的逆变主电路和电源电路板上还可设置一个冷却风扇。这样的风道和冷却方式设计，有利于保障焊机电路工作的可靠性，也是本发明焊机实现较大电流和高负载持续率的重要原因之一。
31.4)前塑料面板30上安装的零部件主要有：欧式焊枪接口的固定座8、欧式焊枪接口9、黑色负极性输出快速接头座组件31、红色正极性输出快速接头座组件32、焊枪极性转换插头及其连接的焊接电缆34、拉丝式spool焊枪连接线插座33、数码管显示和操作控制面板36、前面板金属小板35和前控制板的防护盒7。
32.5)焊机的内部，除了前、后面板上安装的零部件外，立式中隔板15通过螺丝固定在底板29上；emi滤波板可根据制作焊机有选择的使用，它通过螺丝安装在立式中隔板15上；主控制板16也通过螺丝安装在立式中隔板15上；主电路 电源电路板28，包括安装在该电路板上的小控制板，作为一个组件通过支撑件和螺丝固定在底板29上，元器件一侧面向立式中隔板15安装，防护涤纶薄膜27则固定在电路板28的焊接面，防护涤纶薄膜27用于防护电
路板；主电路 电源电路板28还有快恢复二极管37及其铝散热器、igbt管组39和40及其铝散热器、电路板冷却风扇39、逆变主变压器，以及大量的电子元器件和零部件。
33.此外，在结构设计方面，如图1所示，通过立式中隔板，把焊机的内部左侧机械部分与右侧的电路板部分分开。右侧的控制电路部分相当于被立式中隔板、外壳、底板、后面板和前面板组成的外壳包围。可起到隔离大电流强电磁干扰，限制电磁辐射，提高焊机可靠性的作用。
34.本发明焊机，手工电弧焊时两组输出快速接头座组件用于分别连接电焊钳电缆和工件夹电缆。连接时的极性可根据电焊条的种类和要求决定连接的方式。红色，代表正输出；黑色，代表负输出；氩弧焊时，氩弧焊枪连接至负极性输出快速接头座组件，而正极性输出快速接头座组件则连接至被焊的工件。焊枪的气管通过外部连接的气管连接至供气系统；气保焊时焊枪连接到欧式焊枪接口组件。黑色输出快速接头座组件通常用于连接工件夹焊接电缆，这种连接方式称为反接或反极性连接。利用极性转换插头，分别连接到焊机输出的正、负极性端，可实现焊接输出的极性连接方式转换。究竟是采用反接或反极性连接，还是采用正极性连接方式，取决于气保焊焊丝的种类和焊接工艺的要求。
35.对于控制板电路板部分，电路板设计为五块电路板，分别是emi输入滤波电路板(emi)、主电路和电源(main circuit power-pcb)电路板，数码管显示和操作控制电路板(operation dispaly-pcb)，电磁阀控制和电流反馈信号放大、变换处理控制板或小控制板(small-pcb)(注：小控制板(small-pcb)安装在主电路和电源电路板上)、主控制电路板(main control-pcb),其中，emi输入滤波电路板(emi)可根据emc电磁兼容性测试和认证的需要进行选配。
36.见图2，焊机的单相输入供电电源110～120v或220～240v连接至l、n端。pe端连接供电系统的保护性接地，同时pe端还与焊机的金属机架或外壳进行连接；焊机的后面板上设置有电源开关s1；对于多输入电源电压的焊机，焊机的后面板上还设置有一个供电电源电压的选择转换开关，例如，120v/220v电源电压的焊机，设有120v/220v的电源电压的选择开关，用户需根据供电输入的电压类型进行相应地选择；在焊机电源开关的后级，同时也在焊机的内部，靠近供电输入的附近，焊机的制造商可根据emc电磁兼容性测试和认证的需要，选配emi输入滤波电路板(emi)进行安装；如不需要，则不进行emi滤波电路板的安装；之后，再连接供电电源至主电路和电源(main circuit power-pcb)电路板，该电路板的输出正极性output( )、负极性output(-)则分别对应连接到焊机前面板上安装的输出正极性、负极性快速接头组件的接线端，同时，焊机前面板上安装的mig/mag气保焊欧式接头组件的焊接电流导电接线端通过焊机内部的焊接电缆与焊机前面板上安装的极性转换快速插头连接在一起，通过该极性转换快速插头，可分别与前面板上安装的输出正极性、负极性快速接头组件的插座连接，以实现mig/mag气保焊焊枪的导电嘴既可连接输出正极性，也可连接输出负极性的转换目的，当然，焊接前，如mig/mag气保焊焊枪接输出正极性，则工件连接输出负极性；如mig/mag气保焊焊枪接输出负极性，则工件连接输出正极性。这样就可满足不同焊丝焊接极性选择的使用要求。如果是氩弧焊(tig)或手工焊(mma)焊接，则极性转换快速插头在焊机外部不与输出正、负极性插座进行连接，而是根据这两个焊接方法的连接方式要求，去连接氩弧焊(tig)焊枪或手工焊(mma)电焊钳以及工件。图2中的冷却风扇fan，在主电路和电源(main circuit power-pcb)电路板上设有两个插座接口，分别是cn5和cn15，
可用于连接冷却风扇fan；冷却风扇fan数量配置可根据本发明焊机的额定电流大小进行选择，例如，对于200a的机型，为保证焊机有足够大的负载持续率，需要配置两个冷却风扇fan，其中一个冷却风扇fan安装在焊机的后面板上，另一个冷却风扇fan则安装在主电路和电源(main circuit power-pcb)电路板上；对于170a或140a的机型，则可只配置一个冷却风扇fan，并且安装在焊机的后面板上，当然，如果仍然选配两个冷却风扇fan，则焊机的实际负载持续率可达很高的数值；可选配双冷却风扇的设计，有利于制造焊机时的性能参数灵活匹配；主电路和电源(main circuit power-pcb)电路板的cn4插座，通过插头及其连接线与电磁阀控制和电流反馈信号放大、变换处理控制板或小控制板(small-pcb)的cn1插座进行连接，后者的gas插座通过插头及其连接线与焊机内部的电磁气阀进行连接；小控制板(small-pcb)安装在主电路和电源电路板上；主电路和电源(main circuit power-pcb)电路板的cn1、cn3、cn6、cn16插座，通过插头及其连接线分别与主控制电路板(main control-pcb)的cn1、cn7、cn2、cn9插座进行连接；主控制电路板(main control-pcb)的cn4插座，通过插头及其连接线与数码管显示和操作控制电路板(operation dispaly-pcb)的cn1插座进行连接；主控制电路板(main control-pcb)的moto插座，通过插头及其连接线与送丝电机(wire feeder)的控制线进行连接；主控制电路板(main control-pcb)的gun switch插座，通过插头及其连接线与焊机前面板上的欧式焊枪接口的焊枪开关控制线进行连接；主控制电路板(main control-pcb)的oh插座，通过插头及其连接线与过热保护温控器wkq的连接线进行连接，过热保护温控器wkq紧贴igbt的散热器表面进行安装；如果用户不使用欧式接口连接焊枪，而是采用spool拉丝式mig/mag气保焊焊枪进行焊接，则这种spool拉丝式焊枪的插头可与本发明焊机前面板上下方配置的拉丝式焊枪的插座进行连接；同时，用户需要采用图1中立式中隔板上的mig/spool焊枪接入转换开关进行切换，即把开关拨到相应的拉丝枪一侧；主控制电路板(main control-pcb)的mig/spool插座，通过插头及其连接线与焊机图1中立式中隔板上的mig/spool焊枪接入转换开关进行连接；mig/spool焊枪接入转换开关上，不仅有给图7中u2的切换控制信号线，还有切换送丝机电枢的控制线，即后者可实现两种焊枪的送丝机电枢连接方式的转换；如使用欧式焊枪，则转换开关置于欧式焊枪一侧，转换开关同时连通图1中送丝机的电枢控制端；如使用拉丝枪，则可连通到焊机前面板下方插座对应的拉丝枪的电枢控制线；前面板上的拉丝式mig/mag气保焊焊枪插座的控制线则分别是连接到主控制板(main control-pcb)上的电机电枢电压输出线和焊枪开关控制线两端的，焊接时采用拉丝枪的开关进行焊接控制操作；这种spool拉丝式焊枪主要用于细焊丝、铝焊丝的焊接，不容易发生阻丝或送丝不稳等焊接异常问题。主控制电路板(main control-pcb)的120v/240v插座，通过插头及其连接线与焊机后面板上的110-120v和220-240v电源转换开关连接，通过开关的转换，相应地把电压等级信号输入给主控制板电路。
37.图2至7共同构成了焊机完整的控制电路原理图。各控制电路板及其外部零部件之间，外加一些连接控制线和零部件，按照电路原理图连接在一起。最终在控制电路的作用下，分别实现手工电弧焊(mma)、氩弧焊(tig)和mig/mag气保焊的各项控制要求和操作及状态显示功能。
38.本发明焊机电路的工作原理简述如下：
39.本发明焊机图3部分的电路，包括逆变主电路、igbt的高压侧驱动电路、开关电源
电路，而主电路中，则包含输入emi滤波电路(注：如果使用了emi滤波电路板，则有此电路)、上电缓冲电路、倍压转换电路及其控制电路、半桥逆变电路、逆变变压器初级回路中的直流母线电流检测和信号变换处理电路、输出滤波和过压保护电路、vrd输出控制电路，以及igbt的吸收保护电路、快速恢复二极管的吸收保护电路。
40.1)逆变主电路，如图1和图3所示。焊机的逆变主电路主要由电源开关s1、输入emi滤波电路(注：如果使用了emi滤波电路板，则有此电路)、上电缓冲电路、整流器b1、倍压控制和转换电路、滤波电解电容c3～c6、换流电容c1～c9和c2～c8、滤波电容c7、六个igbt管q1、q2、q13(为一组开关)及q3、q4和q14(为另一组开关)、逆变主变压器t1、主变初级电流检测互感器hgq、四个双快速恢复二极管(如sl60f30等)d1～d3和d5、输出电流检测的分流器flq1、flq2、输出滤波和过压保护电路、vrd输出控制电路、输出电压检测信号输出插头cn16，以及igbt的吸收保护电路、快速恢复二极管的吸收保护电路组成。
41.参见图3，单相110～120v或220～240v输入电源电压连接至供电电源开关s1。通过焊机后面板上的电源开关s1接通电网电源。
42.2)输入emi滤波电路，参见图3，从电网来的交流电，先经过输入emi滤波电路(注：如果使用了emi滤波电路板，则有此电路，并有相应的作用)，再到后级的主电路和电源(main circuit power-pcb)部分。该电路的主要作用是减少电网电源对逆变焊机电路的干扰，提高焊机的工作可靠性，同时也降低逆变电路自身产生的干扰信号对电网的干扰，起到良好的emc电磁兼容性。
43.对于emi输入滤波电路板(emi)的电路，这部分的电路原理图见图4，该电路由1mt1、1mt2共模电感、1r1电阻、1c1～1c5电容组成；1c1电容并联在emi滤波器的输入级两端，其后级连接1mt1共模电感，1mt1共模电感的后级并联有1r1电阻、1c2电容，1mt1共模电感的一端连接1c3电容，1mt1共模电感的另一端连接1c4电容，1c3电容和1c4电容的另一端连接至pe端(焊机机架)的保护性接地端；1mt1共模电感的后级连接有1mt2共模电感，1mt2共模电感的后级并联1c5电容；1c1、1mt1、1c2组成第一级的双π型滤波网络，1c2、1mt2、1c5组成第二级的双π型滤波网络，这些网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制，防止对焊接电源控制电路的干扰，同时也防止焊接电源本身产生的高频杂波对电网的干扰；1c3、1c4为安规电容；本输入滤波电路的设置是保证本发明焊机能够通过emc电磁兼容性认证的重要前提条件之一，也是硬件电路抗干扰、提高本发明焊机可靠性的重要措施之一。emi输入滤波电路板的电路连接在焊机电源开关的后级，同时安装在焊机的内部，靠近供电输入的附近，焊机的制造商可根据emc电磁兼容性测试和认证的需要，选配emi输入滤波电路板进行安装；如不需要，则不进行emi滤波电路板的安装。
44.3)上电缓冲电路，参见图3，输入交流电还经过由ptc1热敏电阻、继电器rly1的触头rly1-1组成的上电缓冲电路，之后，再经整流器b1整流后变为脉动直流电，并对电解电容c3～c6进行充电，电压逐渐升高，最后变为较为稳定的高压直流电。对于上电缓冲电路，由继电器rly1的触头rly1-1、ptc1热敏电阻组成；继电器rly1的控制电路由场效应管q5(irfz24n)、二极管d4、稳压管z1、电阻r10和r11、电解电容c16、 24v电源组成；rly1继电器的触头rly1-1与ptc1热敏电阻并联，并且，它们串联在焊机供电电源与整流桥b1的输入端之间；rly1继电器的动作时间是滞后于电源开关s1合上时刻的，即rly1继电器是延时动作的。当电解电容c3～c6上的充电电压稳定后，rly1继电器才动作，其触头rly1-1闭合ptc1热
敏电阻，使本发明焊机正常逆变工作时，大电流是从rly1继电器的rly1-1流过的。这样的电路，称为上电缓冲电路。主要是防止电源开关接通瞬间，由于电解电容c3～c6上没有电压，相当于短路，会形成较大的浪涌电流，烧坏电源开关s1。而上电缓冲电路的作用，就是通过合闸瞬间串入ptc1热敏电阻来限制浪涌电流的。并且，ptc1热敏电阻的阻值，是随其温度上升而增大的。因此，上电缓冲电路可起到较好的保护作用。此上电缓冲部分电路是通过如下的控制方式实现的：图3中， 24v电压的形成会滞后于焊机供电电源开关s1合上的时刻。电容c16上的电压是在 24v电压加上后逐步增加的。因为，r10和c16构成积分电路。当电容c16上的电压升高到一定值时，mos管q5才能导通。这样，rly1继电器才会动作。
45.4)倍压控制和转换电路，对于110-120v和220-240v多输入电源电压的逆变焊机，本发明还设计了倍压控制和转换电路，见图3，该电路由继电器rly2线包及其触头rly2-1，以及由pnp型三极管q11、npn型三极管q12、二极管d38、电阻r106～r110、电容c68、倍压控制信号beiya控制端、 15v、 24v电源组成；倍压控制信号beiya控制端连接至cn1插头的8脚，它通过插头及其控制线连接至主控制板(main control-pcb)的cn1插头，实际上是受控于主控制板(main control-pcb)的u2(mc96f8316d)微处理控制电路03控制信号，见图7所示；继电器rly2是40a/24v的，d38并联在继电器rly2线包的两端，d38的阴极接 24v；触头rly2-1的一端连接在输入电源和整流桥b1的一输入端，此输入端不是上电缓冲电路与b1连接的那个输入端，继电器触头rly2-1的另一端连接在b1整流后的滤波电路中并联的电解电容c3～c4和电阻r120、c5～c6和电阻r122的中间连接点；整流桥b1、连接在b1输出端的并联的电解电容c3～c4、c5～c6，以及继电器触头rly2-1与这些电解电容、b1的连接方式，共同组成倍压转换电路，其余的元器件，如q11、q12、电阻r106～r110、电容c68、倍压控制信号beiya控制端组成倍压转换电路的控制电路；对于本发明的多输入电源电压而言，倍压转换及其控制电路，是在低电压输入时工作的，而在高电压输入时，则不工作；例如，220～240v电源供电时，倍压控制信号beiya无法使q12三极管导通，继电器rly2不会动作，触头rly2-1不闭合，此时，b1整流桥和后级c3～c4、c5～c6的滤波电路是没有倍压的，其电路是一个全波整流电路，整流之后的电压加在c3～c4、c5～c6两组串联电容的两端；其输出 vcc电压，在输入220v电源时为 310v，对于输入230v或240v的，则会高一些；当110v～120v电源供电时，如果不进行倍压，那么所获得的 vcc电压是很低的，这非常不利于焊机的逆变主电路输出较大的电流、电压，因此，就需要进行倍压转换；本发明焊机，利用主控制板(main control-pcb)的u2(mc96f8316d)微处理控制电路03控制信号的输出，获得倍压控制信号beiya，通过倍压控制信号beiya可使q12三极管导通，继电器rly2动作，触头rly2-1闭合，此时，b1整流桥和后级和电阻r120和r122、电解电容c3～c4、c5～c6的电路由于有闭合的触头rly2-1连接在b1的输入端与电阻r120和r122、电解电容c3～c4、c5～c6的中间连接点之间，交流输入的每个半周分别给c3～c4、c5～c6两组电解电容充电，最终输出的电压就是两组电解电容串联的电压，因此是有倍压转换作用的，其输出 vcc电压，在输入110～120v电源时，仍然提升到约为 310v的水平，便于焊机在低电源电压下输出较大的焊接电流和电压；
46.5)半桥逆变电路，参见图3，半桥逆变电路由换流电容c1～c9和c2～c8、滤波电容c7、六个igbt管q1、q2、q13(为一组开关)及q3、q4和q14(为另一组开关)、逆变主变压器t1、主变初级电流检测互感器hgq、四个双快速恢复二极管(如sl60f30等)d1～d3和d5、输出电流检测的分流器flq1、flq2等组成。输入电源经过整流器b1整流，电解电容滤波后，获得的
vcc高压直流电，一方面供给半桥逆变电路，另一方面，参见图3，通过连接线， vcc高压直流母线电压(也是dc 、dc-两端的电压)供给开关电源电路(图3中的左下方电路部分)。半桥逆变电路的功能主要为：高压直流母线电压转换为中频(几十khz)交流电。逆变主变压器t1实现电压降压和大电流输出的变换。快速恢复二极管(如sl60f30等)d1～d3和d5则是把逆变变压器输出的中频交流电变换为直流电。输出电流通过分流器flq1、flq2进行检测，检测信号fl 、fl-通过主电路和电源板(main circuit power-pcb)上的cn4插头输送至小控制板(small-pcb)上的cn1插头，并由小控制板(small-pcb)上的电流信号放大和处理电路变换为ifb或adci2，最终由上述cn4插头回传给主控制板(main control-pcb)的相关控制电路作为电流负反馈信号和显示信号等参与焊机的控制和显示控制。
47.6)igbt的吸收保护电路，见图3，在半桥逆变电路中，c7为滤波电容；串联的r1、c6并联在q1、q2、q13 igbt管的d、s端，组成阻容吸收电路，保护igbt；类似地，串联的r4、c11并联在q3、q4和q14 igbt管的d、s端，也组成阻容吸收电路。
48.7)输出滤波和过压保护电路，见图3，在焊机的输出回路中，设有压敏电阻rv1、电容cy1和cy2组成的输出滤波和抗干扰电路；rv1并联在焊机的输出正极性output( )和负极性output(-)两端，用于防止过电压；cy1的一端连接在输出正极性output( )端，cy1的另一端连接机架和供电系统的保护性接地端；cy2的一端连接在输出负极性output(-)端，cy2的另一端连接机架和供电系统的保护性接地端；电容cy1和cy2用于防止进入输出端的高频干扰信号对控制电路带来的不利影响；
49.8)vrd输出控制电路，见图3，在焊机的输出回路中，设有vrd输出控制电路，该电路由 15v电源、d37二极管、r102和r103以及r5电阻组成，d37的阳极接 15v，d37的阴极连接r102，r102的另一端连接输出正极性output( )端，r5并联在焊机的输出正极性output( )和负极性output(-)两端，r103连接输出负极性output(-)端，r103的另一端接地；当焊机供电电源开关合上时，由于开关电源电路会产生 15v电源，因此，通过vrd输出控制电路，可使r5的两端，也就是焊机的输出正极性output( )和负极性output(-)两端具有约为13v的直流空载电压，从而实现焊机的空载低电压输出。本发明，在三种不同焊接方法下都具有vrd功能。一旦焊机接入不同焊接方法的焊接电弧负载操作状态，则焊机的正极性output( )和负极性output(-)两端的输出电压、电流将取决于焊机的输出电流或电压给定参数和电弧负载的大小。
50.在焊机的输出回路中，还设有输出电压采样部分，cn16的1脚连接焊机的正极性output( )端，cn16的2脚连接焊机的负极性output(-)端，由cn16插座的两端输出电压采样信号，该信号通过插头及其控制线输入至主控制板(main control-pcb)的cn9插座。
51.9)快速恢复二极管的吸收保护电路，见图3，由并联的电阻r8、r112，以及电阻r16、r111，电容c10、c17组成，c10与并联的电阻r8、r112串联后，再并联在d1、d2快速恢复二极管的两端；类似地，c17与并联的电阻r16、r111串联后，再并联在d3、d5快速恢复二极管的两端。这样的阻容串联保护电路也是二极管的吸收电路，可防止尖峰过电压损坏二极管。
52.10)开关电源电路(图3中的左下方电路部分)，参见图3，通过连接线， vcc高压直流母线电压(也是dc 、dc-两端的电压)供给开关电源电路；开关电源电路由t2开关电源变压器、光耦u10(el817)、开关电源控制芯片u7(top246gn)，d10和d11二极管，d14、d16～d19、d22和d36快速二极管，程控管q9(tl431)，集成稳压器u5(lm7815)、u1(lm7805)、滤波电感
l1，以及它们周围的电阻r21、r25、r26、r28～r32、r39、r42、r43、r52、r104、r105、r123，电容cy3、c26、c27、c33、c34、c39、c43、c18、c19、c21、c24、c33、c14、c31、c28、c66、c67、c69，电解电容c25、c40、c32、c29、c20、c23、c13和c15组成；产生 5v、 15v、 24v、 24v2、-15v电源电压，供给其它相应的控制电路等带电工作；t2开关电源变压器有5个绕组，分别是n1～n5，n1和n2为高压侧绕组，n3～n5为低压侧绕组。
53.开关电源电路，通过u10光耦、t2开关电源变压器的电气隔离，并分为高压侧、低压侧电路:
54.a)对于开关电源的高压侧电路，n1的3脚连接u7的5脚、d18的阳极，d18的阴极连接r30，r30的另一端连接r26、c26，r26、c26的另一端连接n1的1脚；u7的2、3、7、8脚接地；u7的1脚连接串联的r29和r32，r32的另一端连接n1的1脚；cn2插座的1脚接地，cn2插座的3脚连接d11的阳极，d11的阴极连接d10的阴极、n1的1脚，d10的阳极连接 vcc电压的dc 端，d10的阴极n1的1脚、cy3电容；n1的1脚对地之间还并联c25电解电容、c27，c25的负极接地；cy3电容的另一端连接至开关电源变压器t2的低压侧电路的地；u7的4脚对地之间并联c43、串联的r47和c40电解电容，c40的负极接地，同时，u7的4脚连接u10光耦中输出级三极管的发射极，该三极管的集电极连接c33、c34、d22的阴极，c33、c34的另一端接地，d22的阳极连接n2的5脚，n2的4脚接地；
55.b)对于开关电源的低压侧电路，n3的6脚连接d19的阳极，d19的阴极对n3的7脚(gnd2)之间并联有电容c31、电阻r31、c32电解电容和cn3插座，c32的正极接d19的阴极，通过cn3及其插头和控制线连接至主控制板(main control-pcb)的cn7插座，为下一步获得 15v1电源，作为供给送丝控制电路的工作电压提供电源，见图7所示。n4和n5的中间连接点接地，n5的另一端连接串联的r21、c18，以及d14和d16的阳极，c18的另一端连接d14和d16的阴极、r39、r42、 24v，r39的另一端连接r43，此 24v电源对地之间并联有c21电容和c20电解电容；r42的另一端连接u10光耦中发光二极管的阳极，该发光二极管的阴极连接q9的阴极、c39电容，c39的另一端连接r43、r52、r39的另一端、q9的参考极，q9的阳极和r52的另一端接地；开关电源的次级输出通过u10光耦及其外围元件组成的电路反馈给开关电源的初级侧； 24v通过r25后获得 24v2电源，该电源对地之间并联有c33电容、c34电解滤波电容，并作为u5(lm7815)的输入电源，经过u5的稳压，获得 15v电源， 15v电源对地之间并联有c24电容、c23电解滤波电容；n4的8脚连接d36的阳极、d17的阴极，d36阴极连接l1电感，l1的另一端连接串联的c69、c66电容，以及r104，c66的另一端接地，r104的另一端为inac信号端，该信号端对地之间并联有c67、r105；d17的阳极对地之间并联有c28电容、c29电解电容、r28，d17的阴极端获得-15v电源； 24v2电源对地之间还并联有c14电容、c13电解滤波电容，并作为u1(lm7805)的输入电源，经过u1的稳压，获得 5v电源， 5v电源对地之间并联有c19电容、r123电阻和c15电解滤波电容；-15v、 15v、 5v、inac信号端分别连接至cn1插座的5、4、2和1脚，通过cn1的插头及其连接线连接至主控制板(main control-pcb)的cn1插座，给主控制板的电路供电； 24v、 15v、-15v分别连接至cn4插座的10、6、5脚，通过cn4的插头及其连接线连接至小控制板(small control-pcb)的cn1插座，给电磁气阀控制电路和输出电流检测、信号放大、变换处理电路供电；
56.关于开关电源控制芯片u7(top246gn)的功能，可以查询相关的使用资料或说明，这里不再重复。此外，由开关电源部分的电路原理图可知，本发明没有采用一般的控制变压
器和相关的电压变换电路来产生上述几个电源电压，其电路取电来自主回路中的高压直流母线电压 vcc。由于开关变压器的体积和尺寸、重量远小于一般的控制变压器，这就降低本发明焊机的成本，提升了焊机的技术附加值。再者，开关电源电路可以在80～270v的输入电源之间变化时仍然有稳定的工作状态及其输出电压，因此，说明对电网电压的适应范围宽，也在很大程度上确保了本发明焊机有较强的抗电网电压波动能力。
57.11)直流母线电流检测和信号变换处理电路，在半桥逆变主电路中的t1焊接变压器初级回路中设有电流检测互感器hgq，hgq的次级输出连接d20、d21、d24和d25二极管组成的桥式整流电路的输入端，该桥式整流电路的输出端对地之间并联有r35和r36，并且还连接r33，r33的另一端为oc1-2信号端，该信号端对地之间还并联有滤波电容c35，oc1-2信号端为逆变主电路的t1初级或直流母线电流检测输出信号，它连接至cn1插座的7脚，通过cn1的插头及其连接线连接至主控制板(main control-pcb)的cn1插座，给主控制板的电路提供t1初级或直流母线电流检测输出信号。
58.12)igbt的驱动电路，见图3和图7，igbt的驱动电路由t3驱动变压器、u13集成pwm芯片(sg3525a)、u14和u15驱动芯片(msn4688)、稳压管zd7～zd10，二极管d30～d31和d34，瞬态抑制二极管tvs1、tvs2和tvs5(smbj18ca)，电阻r149～r158，电阻r60、r65、r72～r74、r78、r80、r84、r88、r89、r96，电容c82～c88和电容c50、c55， 15v和 15v3电源，插座cn2(在主控制板main control-pcb上)和cn6(在主电路和电源板main circuit power-pcb上)组成；通过插头及其控制线，可连接插座主控制板(main control-pcb)上的cn2和主电路和电源板(main circuit power-pcb)上的cn6插座； 15v电源经r149降压后获得 15v3电源，并且 15v3电源对地之间并联有c83滤波电解电容和c82抗干扰电容；igbt的驱动电路分为高压侧驱动电路和低压侧驱动电路：
59.a)低压侧驱动电路的主要部分设计在主控制板(main control-pcb)上，见图7。低压侧驱动电路由t3驱动变压器的初级、u14和u15驱动芯片、稳压管zd7～zd10，二极管d30、d32，电阻r149～r158，电容c82～c88， 15v电源组成。
60.b)高压侧驱动电路的主要部分设计在主电路和电源板(main circuit power-pcb)上，见图3。高压侧驱动电路由t3驱动变压器的次级、二极管d31和d34，瞬态抑制二极管tvs1、tvs2和tvs5(smbj18ca)，电阻r60、r65、r72～r74、r78、r80、r84、r88、r89、r96，电容c50、c55组成。
61.在半桥逆变主电路中，六个igbt管q1、q2、q13，以及q3、q4和q14分为两组电子开关，因此，就需要两组igbt的驱动电路，两路驱动部分的电路形式基本是一致的；由于u13芯片的11脚和14脚输出pwm信号驱动功率小，故需要经过低压侧驱动控制电路进行功率放大，再通过t3驱动隔离变压器隔离，最后由高压侧驱动电路去控制两组igbt管的通或断工作状态。
62.图7中，u13芯片的11脚和14脚输出控制信号是两组pwm方波脉冲信号。其方波的频率是固定的，有几十khz。它由该芯片的6、5脚连接的电阻和电容参数(如r132和c79)决定。两组方波脉冲信号在时间上有一个固定的时间差，专业上也称为死区时间。它是保障igbt两组开关交替工作的重要参数之一。该时间是通过u13芯片的外围器件(如r132和c79)参数设置而确定的。至于如何确定，查看u13芯片的相关使用资料或说明即可了解，这里不再重复。这里需要说明的是：u13芯片输出的pwm脉冲宽度调制信号是决定焊机逆变主电路输出
电压和电流大小的信号。它的脉冲宽度取决于：1)手工焊(mma)控制状态时，由焊接电流或推力电流给定信号与输出电流反馈信号共同决定。控制的对象或目标是输出电流大小。焊接时，在图8中的u16b和u16d运算放大器(以下部分，简称：运放)电路部分，通过电流负反馈pi(比例 积分)控制，使u13部分的控制电路产生相应的pwm脉冲信号，使两组igbt处于交替导通状态，最终使逆变主电路输出电流、电压。当操作者设定好焊接参数，并进行焊接时，控制电路通过图3中的分流器flq1和flq2，可检测到输出电流信号，并经信号处理和变换电路获得ifb或adci2信号。一方面，获得焊机显示的输出电流信号，并在数码管显示和操作控制电路的作用下实现电流数字显示。另一方面，检测到的电流信号，在其它控制电路(主要是图7中的u2微处理器部分的控制电路和u13部分的输出特性控制电路)的作用下，经过信号模数转换、数模转换处理，并以此作为电流负反馈控制信号，与焊接参数(如电流或推力电流)给定信号进行比较。比较后的差值信号，在图8中的u16b和u16d运放电路部分进行pi(比例 积分)调节控制，其输出的结果控制焊机输出pwm芯片的脉冲宽度或占空比，决定焊机输出电流和电压的大小，实现输出电流参数的准确控制。并使焊机的输出特性为恒流带外拖的下降特性。进一步地说，当焊接电流给定信号不变时，随着焊机电路检测到的电流增加，并且，达到给定的设定值后，焊接电流给定信号与电流负反馈控制信号的差值会随电流增加而减小，通过pi控制后，使焊机输出pwm芯片的脉冲宽度或占空比减小，焊机的输出电压降低。这一过程，也就是所谓的电流截止负反馈控制。即只有当电流达到焊接电流电位器的设定值后才起作用的反馈控制。此后，随着电流微小的增加，电压降低会很多。当电压下降到16v以下时，随着电压的降低，控制电路可使焊机输出pwm芯片的脉冲宽度或占空比增加，使焊接电流按照设定的推力电流参数增大，最终形成恒流带外拖的下降特性。当焊接电流给定信号变化时，电流截止负反馈设定值不同，但其它的控制过程是类似的。这样，在电位器设定的最小和最大之间，就可获得无数条下降特性曲线。这样的控制，也是满足手工电弧焊接的基本要求。2)氩弧焊(tig)控制状态时，其控制过程与上述手工焊的很类似。只是不进行16v以下的外拖或推力电流阶段控制，而是使焊机的输出特性为恒流下降特性。3)气保焊控制状态时，由焊接电压给定信号与输出电压反馈信号等共同决定。控制的对象或目标是输出电压大小。在图8中的u101a运放电路部分，采用电压负反馈pi控制。按焊枪开关时，输出较大的pwm脉冲宽度信号，获得空载电压。带负载后，则与手工焊的控制有所不同。气保焊，焊机的输出特性控制是平特性，而不是恒流带外拖的下降特性。其特点是：负载电流变化较大，而输出电压变化很小，保持相对稳定。只有当电压给定信号发生改变时，输出的电压才会出现较大变化。以上控制过程，是通过相应的控制电路来实现的。
63.见图3和图7，在前面已经提及，在半桥逆变主电路中的t1焊接变压器初级回路中设有电流检测互感器hgq，hgq的次级输出连接四个二极管组成的桥式整流电路，该桥式整流电路的输出端连接有电阻、电容组成的电路，并可获得oc1-2初级电流检测信号，它通过插头及其连接线连接至主控制板(main control-pcb)的cn1插座，给主控制板的电路提供t1初级或直流母线电流检测输出信号oc1-2，主要是监测逆变主电路是否发生过流现象。
64.过流保护控制电路及其控制过程，见图7，oc1-2信号连接到图7中的zd6稳压管的阴极、d29二极管的阳极，d29的阴极连接r140、c56、r170，r140、c56的另一端接地，r170的另一端连接后级npn型三极管q11的基极，q11的集电极对地之间并联有r146和c75，q11的基极对地之间连接有r145，q11及其外围电阻和电容组成开关电路，d29阳极相对于该开关电路
的控制端，q11的集电极连接至图7中u13 pwm芯片的8脚，q11的发射极接地；另一方面，稳压管zd6的阳极连接q14(scr晶闸管)的控制极，而q14的阴极连接d28的阳极，d28的阴极接地，q14的控制极和阴极之间连接r139，q14的阳极连接d23的阴极、r138、r125、c57，r138的另一端接 15v，c57并联在r125两端，r125的另一端连接q12的基极，q12的发射极接地，q12的基极对地之间连接r124，npn型三极管q12及其外围电阻和电容也组成开关电路，r125的输入端相对于控制端，q12的集电极连接r111、r110，r110的另一端连接q11的基极，r111的另一端连接 15v；u11a运放及其外围电阻组成的电路部分是电压比较器，u11a的供电电源是 15v和地，u11a的同相输入端连接d23的阳极、c40、oh插座的1脚、r88，该插座的2脚和c40的另一端接地，r88的另一端接 15v；u11a的反相输入端连接r92、r122，r92的另一端接 15v，r122的另一端接地，u11a的输出端连接r123、r109、c62，c62的另一端接地，r109的另一端连接in4，也是u2微处理器的15脚信号采样端；当电流检测输出信号oc1-2不大、没有出现过流时，q14不导通，d23截止，u11a输出高电平，此时，in4或u2微处理器的15脚信号采样端是高电平，通过u2微处理器的输出控制，可使焊机前面板的警告(alarm)不会点亮，焊机可以有输出电流或电压；反之，当电流检测输出信号oc1-2过大时，也就是发生过流现象时，q14导通，d23导通，q12截止，q11三极管导通，u13-8端被拉低至低电平，可使u13芯片关闭pwm信号输出，最终使焊机停止输出电流；同时，u11a输出低电平，in4或u2微处理器的15脚信号采样端是低电平，通过u2微处理器的输出控制，可使焊机前面板的警告(alarm)点亮，进行过流指示。
65.过热保护控制电路及其控制过程，见图7，在上述过流保护控制电路中，oh插座是连接过热保护wkq温控器的，而wkq紧贴igbt的铝散热器表面进行安装；当wkq没有动作时，并且，也没有出现过流现象时，q14不导通，d23截止，q12导通，通过r110拉低q11的基极电平，q11截止，u13-8为较高电平；同时，u11a输出高电平，in4或u2微处理器的15脚信号采样端是高电平，通过u2微处理器和u13的输出控制，焊机可以输出电流或电压；反之，当wkq动作时，u11a输出低电平，in4或u2微处理器的15脚信号采样端是低电平，通过u2微处理器的输出控制，可使02信号端为高电平，而02信号端连接r96，r96的另一端连接npn型三极管q8的基极，该基极对地之间并联有r114、c64，q8的基极接地，q8的集电极连接u13-8信号端，由于02为高电平，因此u13-8为低电平，可使u13芯片关闭pwm信号输出，最终使焊机停止输出电流或电压；同时，由于u11a输出低电平，in4或u2微处理器的15脚信号采样端是低电平，因此，通过u2微处理器的输出控制，可使焊机前面板的警告(alarm)点亮，进行过热指示。过热时，无法进行焊接，焊机的冷却风扇会继续工作，当冷却一段时间后，wkq会自动恢复，此时，焊机前面板的警告(alarm)会熄灭，焊机可再次进行焊接操作。以上就是焊机的过热保护控制过程。
66.本发明焊机电磁阀控制和电流反馈信号放大、变换处理控制板或小控制板(small-pcb)的电路，见图6；小控制板(small-pcb)安装在主电路和电源电路板上；对于此板的控制电路，按功能来说，包括电磁气阀控制电路和输出电流信号的放大、变换处理电路；控制电磁阀动作的信号通过该板上的cn1插座，连接至主控制板的gas控制信号端，通过电路板上的gas插座，利用插头及其连接线与焊机内部的电磁气阀dcf进行连接；电流反馈信号放大、变换处理控制电路部分，其输入信号fl 、fl-通过该板上的cn1插座，利用插头及其连接线连接至逆变主电路和开关电源(main circuit power-pcb)电路板的对应插座，实
际上就是连接焊机输出回路中的分流器(并联的flq1和flq2)两端，其电流采样信号经过运放电路的处理后，再通过该板上的cn1插座的ifb或adci2信号端，输送至主控制板的电路部分。
67.在控制小板(small pcb)上，有一部分电路是电磁气阀的控制电路，见图6，该电路由pnp型三极管q1、npn型三极管q2、二极管d5、电阻r8～r10、电容c6、gas插头、 15v、 24v电源组成；见图2，电磁气阀dcf连接gas插头；cn1插头与主电路和电源板(main circuit power-pcb)上的cn4插头连接， 24v、 15v及其地供电电源来自cn1插头；gas插头的1脚接 24v，gas插头的2脚连接d5的阳极、三极管q2的集电极，q2的发射极接地，d5的阴极接 24v，q2的基极连接r11、三极管q1的集电极，r11的另一端接地，q1的发射极连接r10，r10的另一端接 15v，q1的基极连接r9，r9的另一端连接r8、c6和gas控制信号端，r8的另一端接 15v，c6的另一端接地；gas控制信号端连接至cn1插头；cn1插头的gas控制信号端，是控制电磁气阀的控制信号。当gas控制信号端的控制电平为高时，三极管q1导通，使三极管q2导通，连接至gas插头端口的电磁气阀动作。反之，则使电磁气阀关闭。这就可实现保护气的通、断控制。
68.在控制小板(small pcb)上，有一部分电路是输出电流信号的检测和放大及电路，见图6，该电路由运放u1a、二极管d1～d4、电容c1～c5、电阻r1～r7、可变电阻rp1和rp2、 15v、-15v及其地电源组成；见图2，cn1插头与主电路和电源板(main circuit power-pcb)上的cn4插头连接；fl 、fl-信号端，ifb信号端、 15v、-15v及其地供电电源连接至cn1插头；fl 、fl-信号端分别连接至焊机输出回路中的分流器fl的高、低信号两端，该两端并联r1电阻，fl-端还连接c2、r2，c2的另一端接地，r2的另一端连接u1a的反相输入端，该反相输入端对地之间并联有两个方向相反的二极管d1和d2；fl 端还连接c1、r3，c1的另一端接地，r3的另一端连接u1a的同相输入端、r4，该同相输入端对地之间并联有两个方向相反的二极管d3和d4，r4的另一端接地；u1a的供电电源是 15v、-15v，它们分别连接u1a的8脚、5脚，u1a的8脚、5脚对地之间分别连接c4、c3去耦电容；u1a的反相输入端连接r5、c5、r7、rp1的3脚，r5、c5的另一端连接u1a的输出端，该端也是ifb或adci2信号端，此信号通过cn1插头，可传输到主电路和电源板(main circuit power-pcb)电路部分；u1a的输出端还连接r6，r6的另一端连接rp1的1脚、2脚，其中，其2脚为rp1的中间滑动点；r7的另一端连接rp2的2脚中间滑动点，rp2的1脚接-15v，rp2的3脚接 15v；通过u1a部分的电路可实现对焊机输出电流信号的采样、放大处理，所获得的信号ifb或adci2可输送至微处理器进行模数转换，并最终参与焊机的输出电流负反馈等控制过程；rp1和rp2可变电位器用于校正或消除焊机的显示和实际输出电流数据的差异，并使两者保持一致性。
69.数码管显示和操作控制电路板(operation display-pcb)的原理图，如图5所示，主要包括微处理器控制、焊接参数(电流或送丝速度、电压、电感)给定、显示数码管及其驱动控制、选择按键控制和led指示灯控制部分的电路；该电路板部分通过图5中的cn1插座，利用插头及其控制线，与焊机主控制板(main control-pcb)部分的cn4插座进行连接，见图2。在数码管显示和操作控制电路板上，操作和数码管显示控制电路主要由u5微处理器(mc96f8316d)、数码管u2和u3(cps5631ag)、数码管显示驱动芯片u1(sm1668)、mig(气保焊)/tig(氩弧焊)/mma(手工焊)三种焊接方法选择按键k1、2t/4t焊枪开关操作模式选择按键k2、焊接电流a/(气保焊时)送丝速度wfs参数调节电位器vr1、气保焊的电压v/手工焊的
电弧推力arc force参数调节电位器vr2、气保焊的电感参数调节电位器vr3、电源指示灯led1、2t指示灯l5、4t指示灯l4、mig/mag指示灯l3、tig指示灯l2、mma指示灯l1、警告alarm指示灯led2、程控管u4(tl431)、电阻r1～r10、电容c1～c4、电解电容e1～e2组成；
70.u5的rxd0端连接r11，r11的另一端连接至cn1插座的rxd1端，u5的txd0端连接r12，r12的另一端连接至cn1插座的txd1端，利用插头及其控制线，这两个端子与焊机主控制板(main control-pcb)部分的u2微处理器(mc96f8316d)进行串口通信，可实现实时交换操作和数码管显示控制电路与焊机主控制电路之间的数据，如焊接参数、实际的空载电压、焊接电压等；cn2插座是u5微处理器控制程序的烧写接口；u5的1脚接地；u5的32脚接 5v， 5v对地之间连接有去耦电容c4、滤波电解电容e1； 5v通过cn1接口来自主控制板(main control-pcb)部分；r13的一端连接 5v，r13的另一端连接u5的11脚dio接线端、u1的1脚；r14的一端连接 5v，r14的另一端连接u5的12脚clk接线端、u1的2脚；u1的3脚stb接线端连接u5的13脚stb端；r1的一端连接 5v，r1的另一端连接r2、u4程控管的阴极、e2电解电容的正极、c3、r4和r5；r2的另一端连接u4程控管的参考极、r3，r3的另一端、u4程控管的阳极、e2的负极、c3的另一端接地；r4的另一端连接vr2气保焊的电压v/手工焊的电弧推力arc force参数调节电位器的1脚，vr2的3脚接地，vr2的中间滑动点连接到u5的26脚，u5通过对adc2进行采样，即可获得气保焊的电压v或手工焊的电弧推力arc force参数给定数据；r5的另一端连接vr1焊接电流a/(气保焊时)送丝速度wfs参数调节电位器的1脚，vr1的3脚接地，vr1的中间滑动点连接到u5的27脚，u5通过对adc1进行采样，即可获得手工焊或氩弧焊时的焊接电流a/气保焊时的送丝速度wfs参数给定数据；vr3电位器的3脚连接cn1的l1端；vr3电位器的1和2脚连接cn1的l2端；vr2电位器安装在数码管显示和操作控制板上，通过连接线与cn1的对应插头进行相应的控制线连接；vr3调节的参数是气保焊时的电感参数给定数据；u5的24脚key1接线端对地之间连接串联的r8、r7，r8和r7的中间连接点连接按键k1的1、4脚，k1的2、3脚接 5v；u5的24脚key2接线端对地之间连接串联的r10、r9，r10和r9的中间连接点连接按键k2的1、4脚，k2的2、3脚接 5v；2t指示灯l5的阳极dl5连接u1的14脚、u2的7脚、u3的7脚；l5的阴极dig7连接u1的17脚；4t指示灯l4的阳极dl4连接u1的8脚、u2的5脚、u3的5脚；l4的阴极dig7连接u1的17脚；mig/mag气保焊指示灯l3的阳极dl3连接u1的9脚、u2的4脚、u3的4脚；l3的阴极dig7连接u1的17脚；tig氩弧焊指示灯l2的阳极dl2连接u1的10脚、u2的3脚、u3的3脚；l2的阴极dig7连接u1的17脚；mma手工焊指示灯l1的阳极dl1连接u1的11脚、u2的2脚、u3的2脚；l1的阴极dig7连接u1的17脚；alarm警告指示灯led2的阳极dl0连接u1的12脚、u2的1脚、u3的1脚；led2的阴极dig7连接u1的17脚；led1电源指示灯的阳极端接 5v，其阴极端连接r6，r6的另一端接地；u1的6脚接 5v，该 5v对地之间并联有去耦电容c1和c2；u1的7脚dl7连接u2的11脚、u3的11脚；u1的13脚dl6连接u2的10脚、u3的10脚；u1的24脚dig1连接u2的12脚；u1的23脚dig2连接u2的9脚；u1的22脚接地；u1的21脚dig3连接u2的8脚；u1的20脚dig4连接u3的12脚；u1的19脚dig5连接u3的9脚；u1的18脚dig6连接u3的8脚；
71.显示和操作控制面板部分电路的作用是：1)实现tig(氩弧焊)/mma(手工焊)/mig(气保焊)三种焊接方法选择和控制。u5微处理器控制系统，通过检测按键k1状态，实现三种焊接方法的转换、控制。每按一次k1按键，改变一种焊接方法。多次按键操作时，依次、循环改变不同的焊接方法；2)实现2t/4t焊枪开关操作模式选择和控制。在选择mig/mag气保焊下，u5微处理器控制系统，通过检测按键k2状态，实现二种(2t和4t)焊枪开关操作模式功能
转换。每按一次k2按键，2t或4t焊枪开关操作模式就改变一次。多次按键操作时，依次和循环改变；3)实现每种焊接方法下对应各自的焊接参数的调节控制。在每种所选定的焊接方法下，通过对应参数选的调节电位器，可改变该焊接方法对应的焊接参数。例如，在选定氩弧焊的情况下，对应的焊接参数只有焊接电流，通过vr1电位器调节；在选定手工焊的情况下，对应的焊接参数有焊接电流和推力电流，可分别通过vr1、vr2电位器调节；在选择mig/mag气保焊方法的情况下，可选择的焊接参数有：送丝速度、电感(电感参数的改变，会影响气保焊焊接时的电弧特性，从而会改变焊接过程、稳定性、飞溅大小和焊缝成型等)、微调焊接电压(可在标准值的
±
5v之间改变。焊接电压与焊接电流或送丝速度是采用一元化调节方式设定的，即改变送丝速度或焊接电流，对应的焊接电压标准值即可随之改变。而微调焊接电压，可起到在标准值的基础上，进行增加或减少的作用。也有利于用户根据实际的焊接条件，对焊接参数进行适当的调整)，可分别通过vr1、vr3、vr2电位器调节；4)可实现焊机各种状态、参数的显示。在u5微处理器控制系统的控制下，可显示：手工焊时给定的焊接电流；氩弧焊时给定的焊接电流；气保焊时给定的送丝速度、焊接电流、电压数据；并且，通过本部分电路中u5与焊机主控制板(main control-pcb)部分的u2微处理器(mc96f8316d)之间进行的串口通信，可实现实时交换操作和数码管显示控制电路与焊机主控制电路之间的数据，并用于显示等控制，如u2控制系统检测到的实际的空载电压、焊接电流和电压，是否出现过热和过流保护信息；焊接参数给定数据传输给u2微处理器控制系统；在u5微处理器控制系统的控制下，可点亮三种焊接方法中所对应的焊接方法符号(如tig、mma、mig)的指示灯。例如，l3指示灯点亮时，代表选择了mig/mag气保焊；l2指示灯点亮时，代表选择了tig氩弧焊；l1指示灯点亮时，代表选择了mma手工焊或手工电弧焊；l5指示灯点亮时，代表选择了2t焊枪开关操作模式；l4指示灯点亮时，代表选择了4t焊枪开关操作模式；5)根据串口通信获得的信息，实现过热或过流保护指示。例如，过热保护控制和指示，温度继电器紧贴在igbt的铝合金散热器上，当温度继电器动作时，表明主功率器件发生过热现象。当焊机主控制板(main control-pcb)部分检测到有过热或过流异常现象时，led2指示灯点亮时，代表出现了过热或过流保护。同时，主控制板(main control-pcb)部分的控制电路会关闭焊机的pwm输出，停止焊机输出电流或焊接工作，防止焊机因过热而烧坏。在冷却风机的作用下，当铝合金散热器的温度下降到一定程度后，焊机内部的过热现象消除，热保护器恢复时，控制电路才能继续输出pwm控制信号。同时过热指示消除。这就实现了焊机过热保护；反之，则没有出现异常。
72.本发明焊机的主控制电路，其电路原理图分成了两个部分，一是图7部分，二是图8部分；在图7中，此部分的控制电路，主要包括过流和过热保护控制电路、igbt的低压侧驱动电路、pwm芯片及其外围器件组成的pwm控制电路、倍压控制电路、电磁气阀控制电路、spool拉丝枪转换信号控制电路、输入电压转换开关信号控制电路、焊枪开关信号检测控制电路、u2微处理器及其信号检测和处理控制电路、送丝电压和电流反馈控制电路、pwm送丝控制电路、送丝停止刹车或能耗制动控制电路；在图8中，此部分的控制电路，主要包括焊机输出电压的信号采样和处理控制电路、手工焊和氩弧焊的电流负反馈及其pi(比例 积分)运算控制电路、mig/mag气保焊的电压负反馈及其pi(比例 积分)运算控制电路、mig/mag气保焊的收弧控制电路。
73.关于过流和过热保护控制电路组成及其控制过程，即图7中左下角部分的电路及
其工作原理；igbt的低压侧驱动电路，即图7中右上角部分的电路及其工作原理；倍压控制电路，即图7中左边的q10三极管部分的电路；电磁气阀控制电路，即图7中左边的q9三极管部分的电路，在前面的内容部分已经进行了相关的说明，这里不再重复赘述。
74.本说明书，在此部分，重点说明上述其它电路的组成和工作原理，具体说明如下：
75.1)spool拉丝枪转换信号控制电路，在图7中，此部分的控制电路，主要包括电阻r118、r119、电容c71和in2信号检测端；通过mig/spool插头连接到焊机内部立式中隔板上的欧式/拉丝式焊枪转换开关(图1中的序号6)，mig/spool插头的2脚接地，该插头的1脚连接c71、r118、r119，r118的另一端接 15v，c71的另一端接地，r119的另一端或in2信号检测端连接u2微处理控制器的6脚；u2微处理控制器通过检测其6脚或in2信号的电平高、低状态，即可得知用户选择使用的是欧式气保焊焊枪，还是spool拉丝式气保焊焊枪；欧式/拉丝式焊枪转换开关切换时，还会通过开关的连接线对应连通焊机的送丝电机或前面板下方的mig/spool插座的对应拉丝枪电机连接线。
76.2)输入电压转换开关信号控制电路，在图7中，此部分的控制电路，主要包括电阻r120、r121、电容c72和in3信号检测端；120v/240v插头的2脚接地，该插头的1脚连接c72、r120、r121，r120的另一端接 15v，c72的另一端接地，r121的另一端或in3信号检测端连接u2微处理控制器的11脚；u2微处理控制器通过检测其11脚或in3信号的电平高、低状态，即可得知用户选择使用的是110v-120v输入电源，还是220v-240v输入电源；如果是前者，则u2微处理器会通过03信号的输出，去实现倍压转换控制；如果是后者，则03信号的输出不会使倍压电路工作，即不进行倍压转换控制。
77.3)焊枪开关信号检测控制电路，在图7中，此部分的控制电路，主要包括电阻r1、r2、r107和r108，二极管d1和d2，电容c1～c3、光耦u1；gun switch是焊枪开关连接线插座，通过插头及其控制线，可连接到欧式和spool拉丝式焊枪的开关控制线；该插头的3脚接地，其1脚连接c2、c3、d2的阴极、d1的阳极、r2、u1中发光二极管的阴极，c2、c3、d2的阳极接地，d1的阴极、r2的另一端连接r1和u1中发光二极管的阳极，r1的另一端接 15v1电源；u1中输出级三极管的集电极连接c1、r107和r108，u1中输出级三极管的发射极和c1的另一端接地，r107的另一端接 5v，r108的另一端连接u2微处理器的14脚或in1控制信号检测端；u1光耦作为电气隔离的光耦；如果gun switch插头的1脚接地，即焊枪开关闭合，则u1中发光二极管发光，其输出级三极管导通，u2微处理器可检测到其14脚或in1控制信号为低电平，即可得知焊枪开关已经闭合，之后，u2控制系统就会发出相应的控制指令，如输出01信号，使电磁气阀工作，进行提前送气控制；输出02信号，不关闭u13的pwm信号输出，使焊机有输出电压、电流；输出04信号，不启动图8下方的收弧控制过程；输出05信号，使图8下方的q7三极管导通，使rly2继电器动作，断开手弧焊和氩弧焊时使用的两级pi控制电路，连通气保焊时的pi控制电路，以实现气保焊的输出特性和焊接控制；输出06信号，进行气保焊的送丝控制；反之，如果再次检测到焊枪开关断开，则控制过程基本上是不同的，只是还有2t或4t的控制差异、气体滞后闭气、收弧控制有无、焊丝停止送进的能耗制动处理等过程。另外，当通过“检气”(check gas)和“检丝”(check wire)按键k3选择“检气”(check gas)操作时，u2控制系统会发出相应的01信号控制指令，结合前面说明过的小控制板部分的电磁气阀控制电路，可使电磁气阀工作，实现“检气”或送气控制，不选择“检气”(check gas)操作时，则停止送气；当选择“检丝”(check wire)操作时，u2控制系统会发出相应的06信号控制指令，同
时，不进行送气和焊机输出控制，结合前面的送丝控制部分的电路工作原理说明，可使送丝电机工作，实现“检丝”或送丝控制，不选择“检丝”(check wire)操作时，则停止送丝。
78.4)u2微处理器及其信号检测和处理控制电路，在图7中，此部分的控制电路，主要包括u2微处理器、程序烧写接口电路(见图7中cn12接口的连接电路部分)，inac信号(此信号的说明见图3中的开关电源电路及其工作原理)、adci2或ifb输出电流反馈信号(见前面的小控制板(small-pcb)电路部分中有关该信号的说明)、adcv2输出电压信号(见后面图8中有关cn9接口、u3运放电路和u5线性光耦变换电路以及u101c和u101d运放电路及其工作原理说明)，以及in1～in4信号的采样，还有01～06信号、ppg给定信号的输出控制；inac信号连接r101、r102，r101的另一端接地，r102的另一端连接u2的27脚，u2微处理器可对inac信号进行采样，检测开关电源的工作情况；adci2或ifb输出电流反馈信号连接r113、r112、c63，r112、c63的另一端接地，r113的另一端连接u2的25脚，u2微处理器可对adci2或ifb输出电流反馈信号进行采样，用于显示等控制；adcv2输出电压信号连接r115、r114、c64，r114、c64的另一端接地，r115的另一端连接u2的26脚，u2微处理器可对adcv2输出电压信号进行采样，用于显示等控制；当然，通过cn4插头的控制线连接，u2微处理器还与显示和操作控制板的微处理器进行串口通信部分，实现两个微处理器系统之间的数据交换，例如电流、电压等焊接参数的给定信号、反馈信号的数据交换等；in4是过热和过流检测信号，上述其它的很多信号及其控制作用，在之前的内容中已经有了说明，这里不再重复。即使是这里没有进一步说明的，后面的内容也会进行相应的说明。
79.5)pwm控制电路，在图7中，此部分的控制电路，主要由u13(sg3525)pwm芯片及其外围电阻(如r132、r133、r147～r149、r168)、电容(如c76～c83)元器件组成；是逆变pwm脉宽调制部分，u13的11、14脚输出为两组具有一定死区时间的pwm脉冲信号，通过igbt的低压侧和高压侧驱动电路，分别去控制逆变半桥主电路中的两组igbt开关管的通、断状态。该pwm信号的脉冲宽度受u13-2，即u13芯片的2脚输入信号控制。有无pwm信号输出，则取决于u13-8，即u13芯片的8脚输入信号控制。有关此部分电路的更多信息，在之前的内容中已经有了说明，这里不再重复。
80.6)送丝电压和电流反馈控制电路，在图7、8中，此部分的控制电路，主要包括：a)送丝电机的供电电路，主要由图8中的d7和d9二极管，电阻r13、r20，电解电容c15，插头cn9和moto组成；插头cn9连接到焊机的输出端，插头moto连接到焊机的送丝电机的电枢两端，从此部分电路可知，电机的电源取自焊机的输出电压vcc1；d9整流，c15滤波，d7二极管为续流二极管，消除送丝电机的反电势对q2的不利影响；r13限流和降压；b)电枢电压负反馈信号检测和处理电路，由电阻r36、r49、r50、r41、r42、r44、r50和r52，电容c23、c26～c28和运放u4组成；u4的同相输入端连接r46，该端对地之间并联有c28和r52，r46连接c27、r49，r49的另一端连接电机的正极性m 端，c27的另一端连接r42、r41，r42的另一端连接电机的负极性m-端，r41的另一端连接u4的反相输入端，该端与u4的输出端之间并联有r36和c23，u4的输出端连接r44，r44的另一端连接r50、c26，c26的另一端接地，r50的另一端连接u8-1，即u8(tl494)pwm芯片的1脚；m 、m-两端的信号是送丝电机的电枢电压，因此，u8-1获得的检测信号就是送丝电机的电压负反馈控制信号；额定电压为24v的送丝电机连接在m 和m-之间，送丝电机属于图1中送丝机构的一个组成部分；当m 和m-两个端子间有输出电压时，连接至此接口的送丝电机运转，可实现送丝控制，否则，送丝机不会转动，也不会送丝；c)电枢电流正
反馈或补偿控制电路，电机工作时由串联在电机电枢回路中的r29～r33取出电机的电流反馈信号，通过连接的r80电阻获得检测信号，连接至r83的输入端，最终给u8-16脚，连接在r80和r83中间连接点对地之间的c41电容进行信号滤波；电机工作时，如果送丝阻力增加，送丝速度下降，电机的电流会增大，通过电流反馈，可提高电机的送丝速度，这样就起到了电枢电流正反馈或补偿控制的作用。采用电枢电压负反馈和电枢电流正反馈或补偿控制，对本发明焊机气保焊时送丝速度的稳定控制具有非常重要的作用，这是保证焊接过程稳定的重要前提。
81.7)pwm送丝控制电路，在图7中，此部分的控制电路，主要包括u8(tl494)pwm芯片、u7和u9光耦、npn型三极管q3和q4、继电器rly1、二极管d11和d20，06控制信号，可变电阻rp3，以及外围的电阻、电容组成；06信号来自u2微处理控制器的19脚，连接r53，r53连接q4的基极，q4的发射极接地，q4的集电极连接r40、r47、d18的阳极、u7光耦中发光二极管的阴极，d18的阴极连接该发光二极管的阳极、r45，r45的另一端接 15v，r47的另一端连接q3的基极，q3的发射极接地，q3的集电极连接继电器rly1线包的一端，该线包的另一端连接r22，r22的另一端接 15v，线包的两端反并联着d11；d11二极管用于消除继电器线包的反电势对其的不利影响；继电器rly1的触点部分，中间点连接m-，另一点连接r16，r16的另一端连接m ，r16为22欧5瓦的电阻，用于电机的制动，另一点连接场效应管q2的2脚或d端；u7光耦的输出级三极管的发射极接地，该三极管的集电极连接r54、c31、u8-4(u8的dtc软启动控制)，c31的另一端接地，c31是软启动控制电容；r54的另一端连接u8-14(vref)内部参考电压端；u9光耦中发光二极管的阴极接地，该二极管的阳极连接r62，r62的另一端连接pwm2控制信号端，该控制信号端连接u2微处理器的21脚，也是送丝速度的给定控制信号；u9光耦的输出级三极管的集电极连接r59，r59的另一端连接u8-14(vref)内部参考电压端；u9光耦的输出级三极管的发射极连接r66、r72、r76，r76的另一端接地，r72的另一端连接可变电阻rp3的中间滑动点，该点与rp3的1脚连接，rp3的3脚连接d20的阳极，d20的阴极接地；r66的另一端连接c37、r64，c37的另一端接地，r64的另一端连接c33、c35和u8-2，c35的另一端连接u8-3，c33的另一端连接r73，r73的另一端连接u8-3；由于u8的1、2、3脚是u8内部运放的连接端，其1脚为同相输入端in ，其2脚为反相输入端in-，其3脚是该运放的输出端fb，因此，从其外部连接关系看，串联的c33和r73与c35是并联在其内部运放的反相输入端和输出端的，这是该运放的反馈网络，该部分的电路构成送丝控制的pi(比例 积分)运算电路，该电路的一个输入信号就是r64的输入信号，也是送丝速度控制的给定信号；另一个输入信号就是来自r50的输入信号，也就是送丝电机的电枢电压负反馈信号，由于前一个给定信号是连接运放的反相输入端，后一个信号是连接其同相输入端，因此，两个信号的控制作用是相反的，所以，电枢电压检测信号构成负反馈控制；此外，前面已经提及，电枢电流的反馈信号通过电路连接u8-16，它是u8内部另一个运放的反相输入端，该运放的同相输入端是15脚in ，它连接r81和r74，r81另一端接地，r74的另一端连接连接u8-14(vref)内部参考电压端；该运放是输出端是u8-3或fb，由此可见，电流反馈信号与r64输入的给定信号在控制极性或作用方面是类似的，即电流反馈构成正反馈或补偿控制；rp3用于校正或微调节送丝速度；u8芯片的9脚和10脚输出的pwm控制信号经过后级控制电路后去控制q2 mos管；通过控制q2 mos管的通、断时间，从而控制送丝电机的转速；pwm控制脉冲的宽度是由送丝速度给定值、电枢电压负反馈信号和电流正反馈或补偿控制信号确定的，例如，改变送丝速度给定值的大小即可
改变脉宽，最终改变送丝速度的大小，送丝速度给定值代表着气保焊时的送丝速度或电流控制；u8的9和10脚输出pwm脉冲宽度调节控制信号，由于其输出功率不大，因此利用npn型三极管q5和pnp型三极管q6及其外围器件组成的电路进行信号放大，再去控制场效应管q2(irf640s)，进而去控制和调节送丝机电枢电压的大小，实现送丝速度调节，并在负反馈和正反馈的作用下，实现稳速控制；u8-9/10连接q5和q6的基极、r86，r86的另一端和q6的集电极接地，q6的发射极连接r82，r82的另一端连接q2场效应管的控制或栅极g端，该端与q2的s端之间反并联zd3稳压管，即zd3的阴极接g端，q2的s端还连接r80、r29～r33并联电阻，该并联电阻为电机电流反馈信号采样电阻，r80把反馈信号输入至u8-16的输入信号端；q2的d端(q2-2)连接继电器rly1触头的3号点，送丝控制时，该继电器动作，其触点可接通q2-2和m-端；q2的d、s端之间还并联有串联的r23、c20和c21；q5的发射极连接r79，r79的另一端也连接q2的g端或栅极控制端，q5集电极连接 15v1电源，该电源对地之间并联有c14和c36滤波电容；当u8-9/10端输出pwm脉冲宽度调制信号时，可使q2处于通、断变化状态，不同的pwm脉冲宽度，获得的电机电枢电压是不同的，这样，电机的转速或送丝速度就不相同。这就实现了送丝速度的调节和控制；当06信号端输出高电平时，q4导通，q3截止，继电器rly1不动作，继电器rly1的触点1和3之间为常闭状态，制动电阻r16不会接入电机电路，u7中的发光二极管发光，其输出级的三极管导通，把u8 pwm芯片的4脚(dtc端)电平拉低至低电平，开启u8-9/10端输出pwm脉冲信号；送丝速度取决于pwm2送丝速度给定、电枢电压和电流反馈的大小；反之，当06信号端输出低电平时，q4截止，q3导通，继电器rly1动作，继电器rly1的触点1和2之间导通，制动电阻r16接入电机电路，u7中的发光二极管不会发光，其输出级的三极管截止，u8 pwm芯片的4脚(dtc端)电平为高电平，将关闭u8-9/10端输出pwm脉冲信号，停止送丝。
82.8)送丝停止刹车或能耗制动控制电路，在图7中，此部分的控制电路，就是控制制动电阻r16是否接入电机的控制电路，在上方的内容描述中已经有了说明，即当06信号端输出低电平时，q4截止，q3导通，继电器rly1动作，继电器rly1的触点1和2之间导通，制动电阻r16(22欧5瓦)接入电机电路，可使送丝电机的能量快速消耗，进行能耗制动，防止通过焊枪开关的控制停止焊接时焊丝可能冲出焊枪的导电嘴过长而进入熔池，并出现所谓的粘丝现象。另外，焊丝伸出导电嘴过长，也会影响下一次气保焊焊接的引弧控制。
83.输出给定信号及其相关的电路。对于输出给定控制信号，不同的焊接方法是不相同的。a)对于mig/mag气保焊，控制的主要目标是焊机的输出外特性，即输出电压与输出电流的关系，也就是常说的平特性输出，这种焊接方法的给定控制信号有：输出电压给定信号、输出电流或送丝速度，调节电压给定，可改变焊接电压；调节送丝速度，则可改变焊接电流；有关送丝速度给定如何影响送丝速度，在前面的送丝控制电路已经进行过有关的说明。这里就不再赘述。b)对于mma手弧焊，控制的主要目标也是焊机的输出外特性，即输出电压与输出电流的关系，但与mig/mag气保焊的完全不同，也就是常说的恒流带外拖的下降特性，这种焊接方法的给定控制信号有：焊接电流给定信号、推力电流给定信号。推力电流就是指在焊接电压低于16v以下焊机输出的那部分电流或外特性曲线中外拖部分的电流，也是低焊接电压时相对于外特性恒流段部分增加的电流大小；调节焊接电流给定信号，可改变焊接电流大小；调节推力电流给定信号，可改变推力电流大小，改善焊接的熔滴过渡过程、引弧和焊接性能，甚至改变焊接飞溅的大写等性能指标；c)对于tig氩弧焊，控制的主要
目标也是焊机的输出外特性，即输出电压与输出电流的关系，但与mma手工焊的也不同，也就是常说的恒流下降特性，这种焊接方法的给定控制信号有：焊接电流给定信号，没有推力电流控制；调节焊接电流给定信号，可改变焊接电流大小；有关上述给定信号，是由显示和操作控制面板电路部分的微处理器系统进行采样的，相关的给定信号会通过串口通信，把数据发送给图7中的u2微处理控制器，并由u2微处理器输出至相关的控制电路部图7中u2的21脚输出的pwm2为送丝速度给定信号；图7中u2的22脚输出的ppg信号为焊接参数给定信号，对不同的焊接方法，此参数的意义是不一样的，即使是相同的方法，在不同的控制阶段，也有差异。例如，对于mma手工焊焊方法，u2在焊接电压高于16v时输出的ppg信号是焊接电流的给定信号，而在焊接电压低于16v时输出的ppg信号是推力电流的给定信号；对于tig氩弧焊，u2输出的ppg信号是焊接电流的给定信号；对于mig/mag气保焊，在起弧、焊接、收弧控制阶段，u2输出的ppg信号是焊接电压的、对应不同阶段的输出电压给定信号，同时，u2还会配合不同的阶段输出不同的送丝速度给定pwm2信号。
84.rly2继电器的线包2脚连接r89，r89的另一端连接 15v，该线包的另一端连接npn型三极管q7的集电极，d21二极管反并联在rly2继电器的线包两端；q7的发射极接地，q7的基极连接r94、r91，r94的另一端接地，r91的另一端则连接图7中u2微处理控制器的05控制信号端；05控制信号端为mig/mag气保焊与mma手工焊/tig氩弧焊的选择控制信号端；当05信号端为低电平时，为用户选择mig/mag气保焊；当05信号端为高电平时，为用户选择mma手工焊或tig氩弧焊；rly2继电器的控制过程为：用户操作选择mig/mag气保焊时，q7截止，rly2继电器不动作，rly2继电器触头的5和6点接通触头的10点，来自r85的信号为u16b的输入信号；用户操作选择mma手工焊或tig氩弧焊时，q7导通，rly2继电器动作，rly2继电器触头的5和6点接通触头的1点，来自rp4-1的信号为u16b的输入信号。
85.在图8中，ppg信号连接r116，通过后级r117、c65和c66组成的π型滤波电路后，再连接u16a运放的同相输入端；u16的工作电源是 15v、-15v；u16部分的电路为同步跟随器，它的输出连接u102d的同相输入端；u102d部分的电路为比例器，反馈电阻为r95；u102运放的工作电源是 15v、-15v；u102d的输出连接r19、u102a的同相输入端，在这里，ppg信号通过上述u16a同步跟随器、u102d比较器的处理后，被分为了两个支路，一路是r19的后级电路，对应mig/mag气保焊的输出电压给定信号；一路是u102a部分的电路，对应mma手工焊或tig氩弧焊的焊接参数给定信号。
86.对于mma手工焊或tig氩弧焊的支路部分，图8中，u102a部分的电路为比例器，反馈电阻为r90；u102a的输出端连接r87，r87的另一端连接可变电位器rp4的1脚；rp4的中间滑动点2脚与3脚连接，并连接到继电器rly2的触头1点；可变电位器rp4也用于微调信号大小；用户操作选择mma手工焊或tig氩弧焊时，由于q7导通，rly2继电器动作，rly2继电器触头的5和6点接通触头的1点，因此，来自rp4-1的信号是u16b的输入信号；u16b运放的同相输入端接地，其反相输入端与其输出端之间，连接一个反馈网络，该网络的结构是r159和c92并联在这两端；zd11稳压管也并联在这两端之间，并且zd11的阳极接其输出端；u16b及其网络也组成pi控制电路；u16b的反相输入端连接继电器rly2的触头5和6点；u16b的输出端连接u16c组成的同步跟随器的同相输入端，该同步跟随器的输出端信号就是r160电阻的输入信号，该信号将与来自r164的焊机输出电流反馈信号，在u16d及其网络组成的pi环节，进行控制运算，最终决定u13-2的信号大小，从而决定mma手工焊或tig氩弧焊的输出电流大小。
87.9)手工焊和氩弧焊的电流负反馈及其pi(比例 积分)运算控制电路，在图8中，此部分的控制电路，主要包括u103a运放；u103的供电电源是 15v、-15v；焊机输出电流的反馈信号，在图8中，是ifb或adci2电流反馈信号，它来自焊机的小控制板(small-pcb)，由于此小板上电流信号的检测、变换处理电路，在前面的相关部分已经进行过说明，这里不再赘述；u103运放的工作电源是 15v、-15v；ifb或adci2电流反馈信号通过r3连接至u013a运放的同相输入端，u013a的反相输入端与输出端连接，是一个同步跟随器电路；u013a的输出端信号是焊机的输出电流反馈信号，也是手工焊和氩弧焊时参与电流负反馈及其pi(比例 积分)运算控制的重要信号；它连接r61、r164，r61是u103b的一个输入电阻，它连接u103b的反相输入端，u103b的另一个输入电阻是r63，它连接r60、r71、u102b运放的反相输入端；r164是u16d运放的一个输入电阻，它连接u16d的反相输入端，u16d的另外两个输入电阻是r161、r160，r161的另一端接 15v，r160的输入是同步跟随器u16c的输出；u16d的同相输入端对地之间连接r162，u16d运放的反相输入端与其输出端14脚之间也连接有一个电阻、电容组成的网络；该网络的结构是c93、r165并联，该并联器件中的一端连接u16d输出端14脚，该并联器件的另一端连接r163，r163的另一端连接u16d的反相输入端，这是该运放的反馈网络，该部分的运放电路是一个pi(比例 积分)运算电路；u16d输出端14脚连接r166，r166的另一端连接r167、r169，r169的另一端接地，r167的另一端连接u13-2，也就是图7中u13 pwm芯片的2脚，该输出信号端同时也是控制u13的输出pwm信号脉冲宽度大小的；r167的输出控制信号的变化，决定着u13输出的pwm信号脉冲宽度大小，最终决定着焊机的输出电流或电压的大小。
88.对于mig/mag气保焊的支路部分，图8中，r19的后端连接u102c的反相输入端，u102c的同相输入端接地，u102c的反相输入端与其输出端之间并联有r21和c17反馈网络；u102c的输出端信号，就是r14的输入信号，这样，r19的输入信号也是受控于ppg信号的，因此，改变ppg信号的大小，也就改变了r19、r14的输入信号大小，由于给定信号与来自r15的输出电压反馈信号是作用于u101a控制环节的，所以，u101a的输出信号也将随之改变。
89.10)焊机输出电压的信号采样和处理控制电路，在图8中，此部分的控制电路，主要包括cn9插座、u3运放、u5线性光耦，以及它们外围的电阻和电容元器件；cn9连接到焊机的输出两端，cn9-1接焊机的output( )正极性输出端；其负极性输出端连接cn9-2，且接地；cn9-1连接r8；r8的另一端连接r7，并且该端对地之间并联有r10、c13；r7的另一端连接u3的同相输入端，u3的反相输入端连接c11、r18、u5中三极管的发射极或4脚，r18的另一端接地，c11的另一端连接u3的输出端，该输出端连接r9，r9的另一端连接u5的发光二极管的阳极或2脚，u5的1脚或发光二极管的阴极接地，u5的3脚或内部三极管的集电极接 15v；u3的电源为 15v和地；r8和r10组成分压电路，使后级获得的电压降低；u5起到电气隔离的作用，防止高压输出回路对低压控制电路的干扰，以保障电路工作的可靠性，同时，由于是线性光耦，因此，也不会影响后级电路对焊机输出电压信号的采用；u5的输出侧三极管集电极或6脚接 15v，该电源对地之间并联有c6和c7滤波电容；u5的输出侧三极管的发射极或5脚连接c16、r17、u101c运放的同相输入端10脚，c16的另一端接地，r17的另一端连接可变电位器rp2的3脚，rp2的中间滑动点和1脚接地；rp2用于校正和微调焊机的输出电压反馈信号大小；u101c的反相输入端9脚连接其输出端8脚，该输出端连接r12，r12的另一端连接zd2稳压管的阴极、u101d运放的同相输入端12脚；zd2的阳极接地，u101d的反相输入端13脚连接其输出端
14脚，该输出端连接r15，r15的另一端连接rp1的3脚，rp1的中间滑动点2脚和1脚连接，并且还连接r14、u101a运放的同相输入端3脚；u101运放的工作电源是 15v和-15v；从上述电路的连接关系可知，在u101a运放的同相输入端3脚，一个输入电阻是r14，另一个输入电阻就是rp1可变电阻和r15；而连接在r15输入端的信号，就是来自于输出电压采样电路、并经过分压电路、u101c和u101d两级运放处理电路的输出电压采样信号；通过r14电阻输入的信号则是mig/mag气保焊时的焊接输出电压给定信号。
90.11)mig/mag气保焊的电压负反馈及其pi(比例 积分)运算控制电路，在图8中，此部分的控制电路，主要包括u101a运放及其外围元器件组成的电路；u101a运放的同相输入端与反相输入端之间并联有两个方向相反的二极管d12和d13，它们是限幅二极管；u101a运放的同相输入端连接输入电阻r14及其支路、输入电阻rp1可变电阻和r15及其支路；u101a的反相输入端连接r39、d15二极管的阴极，d15的阳极连接u103d运放的输出端14脚；u101a运放的反相输入端与其输出端1脚之间连接有一个电阻、电容和稳压管组成的网络；该网络的结构是c24、r37、zd4稳压管并联，该并联器件中zd4的阳极一端连接u101a输出端1脚，该并联器件的另一端连接r38，而r38的另一端连接u101a运放的反相输入端；前面已经描述过，在u101a运放的同相输入端3脚，一个输入电阻是r14，另一个输入电阻就是rp1可变电阻和r15；而连接在r15输入端的信号，就是来自于输出电压采样电路、并经过分压电路、u101c和u101d两级运放处理电路的输出电压采样信号；通过r14电阻输入的信号则是mig/mag气保焊时的焊接输出电压给定信号。根据此网络与u101a运放部分的连接关系可见，这是一个pi(比例 积分)控制运算电路，由于该电路的一端输入信号是焊机的输出电压反馈信号，因此，该u101a控制运算环节就是mig/mag气保焊的pi运算控制电路；rp1可变电阻也用于电压反馈参数的校正或微调。
91.u101a的输出连接r24、r28，r24的另一端连接r26和l1端，r26的另一端连接l2端、d14二极管的阴极、u6光耦的输出级三极管的发射极、r55、u101b运放的同相输入端5脚；r28的另一端连接d14的阳极、u6光耦的输出级三极管的集电极；l1和l2端之间，在前面的显示和操作控制面板电路中描述过，是连接在改变焊机电感焊接参数的回路中，相对于在l1和l2端之间连接有“一个可变电阻”，不同的电阻，电感参数不同；u101b的同相输入端对地之间并联有c25、r48、d16二极管，d16的阴极接地，u101b的反相输入端6脚与其输出端7脚连接，此部分是同步跟随器电路，该输出端7脚连接r60，r60的另一端连接r63、r71、d19二极管的阳极、r69、u102b的反相输入端，u102b的同相输入端接地，u102b运放的反相输入端与其输出端7脚之间也连接有一个电阻、电容和二极管组成的网络；该网络的结构是c39、r77并联，该并联器件中的一端连接u102b输出端1脚，该并联器件的另一端连接r69，而r69的另一端连接u102b运放的反相输入端，并且d19二极管的阴极连接u102b的输出端1脚，而其阳极连接r60、r71和u102b运放的反相输入端；u102b的输出端1脚连接r85，r85的另一端则连接到rly2继电器的触头10点；u102b及其网络构成的电路仍然是一个pi控制电路；mig/mag气保焊时，q7截止，rly2继电器不动作，rly2继电器触头的5和6点接通触头的10点，来自r85的信号为u16b的输入信号。这与mma手工焊或tig氩弧焊时，接入u16b的输入端信号是不一样的。当然，在mig/mag气保焊时，焊机的输出电流反馈信号仍然会通过r164输入至u16d组成的pi控制运算环节，不过，此时的电流负反馈主要是限制气保焊平特性输出的过大电流烧坏焊机的器件，因此，气保焊下电流负反馈的作用就是限制输出电流。
92.12)mig/mag气保焊的收弧控制电路，在图8中，此部分的控制电路，r71的另一端连接r70、r75，r75的另一端接地，r70的另一端连接u10光耦中输出级三极管的集电极，该三极管的发射极接-15v；u10光耦中发光二极管的阴极接地，该二极管的阳极连接r68，r68的另一端则连接图7中u2微处理控制器的04控制信号端；该控制端为收弧过程或去除焊丝端头小球的控制信号端；当04控制信号端为高电平时，u10中的输出级三极管导通，-15v作为控制信号电路r70输入至后级电路，进行收弧过程控制；当04控制信号端为低电平时，u10中的输出级三极管不导通，-15v不会输入至r70，因此，就没有收弧过程控制。
93.图8中，r61的输入信号为焊机的输出电流反馈信号；r61连接u103b的反相输入端，该端与其输出端之间并联有r56和c30，u103b的输出连接r51，r51的另一端连接r58、u103c的反相输入端，u103c的同相输入端接地，r58的另一端接 15v，u103c的反相输入端与其输出端之间连接有c29电容，u103c的输出端连接d17二极管的阳极、u6光耦中发光二极管的阳极，该发光二极管的连接r43，r43的另一端接地，d17的阴极连接r35，r35的另一端连接u103d的反相输入端、r34和c22，r34和c22的另一端接地，u103d的同相输入端连接r27、r25，r27的另一端接地，r25的另一端接 15v，u103d是电压比较器，u103d的输出端连接d15，d15的阴极连接u101a的反相输入端；u6中三极管的集电极连接d14的阳极、r28，d14的阴极连接l2端和r55等器件，r28的另一端连接u101a的输出端；对于此部分的电路，u103c的输出，不是 15v，就是-15v，主要是取决于焊机的输出是否有焊接电流；因此，这部分的电路是判断有无输出电流，并进行相应的控制过程；当有焊接电流输出时，u103c的输出 15v，u6光耦中的三极管导通，短路d14二极管；同时，u103d的输出为-15v，d15二极管截止；反之，当没有焊接电流输出时，u103c的输出-15v，u6光耦中的三极管不导通，d14二极管接入r28的回路；同时，u103d的输出为 15v，d15二极管导通；不同的上述状态，其控制结果是完全不同的。
94.对于气保焊焊枪开关的操作2t或4t模式的控制，就不再详细描述其动作极其控制过程了，下面进行就要的说明：
95.选择mig/mag气保焊和2t焊枪操作方式，当焊枪开关合上时，一方面，使电磁气阀动作，使保护气体输送到焊枪端头的焊接区进行保护，另一方面，由于有送丝给定信号，在u8芯片(tl494)及其外围电路的作用下，u8芯片的9和10脚输出的方波脉冲pwm控制信号，去控制q2 mos管。通过控制q2 mos管的通、断时间，从而控制送丝电机的转速，带动焊丝送进。之后，电弧被引燃，焊接过程开始进行。焊接过程中，pwm控制脉冲的宽度主要是由给定的送丝速度值确定的，改变送丝给定的大小即可改变脉宽，最终改变送丝速度的大小，实际上就是改变焊接电流的大小。当松开焊枪开关后，继电器rly1的触点接通电阻r16，使电机绕组上储存的能量快速通过r16释放，对送丝电机实行能耗制动控制，从而使送丝电机快速停止转动，停止送丝。这样，焊丝就不致于会伸出焊枪头部气体保护罩太多，影响焊接的正常操作。同时，会使电磁气阀滞后关闭，保护气体实现滞后闭气控制。
96.当选择气保焊和4t焊枪操作方式，当焊枪开关合上时，一方面，使电磁气阀动作，保护气体输送到焊接区进行保护，另一方面，由于有送丝给定信号，在u8芯片及其外围电路的作用下，去控制q2 mos管的通、断时间，从而控制送丝电机的转速，带动焊丝送进。之后，电弧被引燃，焊接过程开始进行。当松开焊枪开关后，u2控制系统仍然会使电磁气阀保持动作，继续向焊接区输送保护气体。同时，仍然有送丝给定信号，并在其控制下保持送丝。焊接过程仍然会进行。焊接过程中，改变送丝给定的大小即可改变送丝速度或焊接电流的大小。
当焊枪开关再次合上时，送气和送丝及焊接过程继续保持。当再次松开焊枪开关后，u2控制系统会输出信号停止送丝。同时，对焊丝电机进行能耗制动控制。并且也会使电磁气阀滞后关闭，从而实现滞后闭气控制。最终，保护气体停止输送。焊接过程结束。
97.综上所述，图7中u13输出的pwm脉冲宽度调制信号是决定焊机逆变主电路输出电压和电流大小的信号。它的脉冲宽度取决于：1)手工焊时，由焊接电流、推力电流给定信号与输出电流反馈信号共同决定。控制的对象或目标是输出电流大小。空载时，有vrd功能；一旦电弧引燃，则进入手工焊的控制。控制电路产生的pwm脉冲信号，使逆变主电路中两组igbt处于交替导通状态，最终使逆变主电路输出电流、电压。当操作者调节给定电流并进行焊接时，控制电路通过分流器检测到输出电流反馈信号。经过电路处理后，一方面，可获得焊机显示的焊接参数信号，并实现参数的显示，另一方面，电流反馈信号与焊接电流给定信号进行比较，比较后的差值信号，经过后级运放组成的电流pi(比例 积分)负反馈，其输出的结果u13-2信号去控制pwm芯片u13输出的脉冲宽度或占空比，决定焊机输出电流和电压的大小，实现输出参数的准确控制。并使焊机的输出特性为恒流带外拖的下降特性。进一步地说，当焊接电流给定信号不变时，随着检测到的电流反馈信号增加，并且达到电流给定的设定值后，焊接电流给定信号与电流负反馈控制信号的差值会随电流增加而减小，通过控制后，使输出pwm脉冲宽度或占空比减小，焊机的输出电压降低。这一过程，也就是所谓的电流截止负反馈控制。即只有当电流达到焊接电流的设定值后才起作用的反馈控制。此后，随着电流微小的增加，电压降低会很多。当电压下降到16v以下时，随着电压的降低，控制电路可使pwm芯片输出的脉冲宽度或占空比增加，使焊接电流按照设定的参数增大，也就是进行推力电流控制，最终形成恒流带外拖的下降特性。当焊接电流给定信号变化时，电流截止负反馈设定值不同，但其它的控制过程是类似的。这样，在电流设定的最小和最大之间，就可获得无数条下降特性曲线。这样的控制也是满足手工电弧焊的基本要求。2)氩弧焊的控制过程，与手工焊的是基本类似的，只是没有进行推力电流阶段的控制，获得的外特性是垂直下降特性；3)气保焊控制状态时，由焊接电压给定信号与输出电压反馈信号、电流反馈信号共同决定。控制的对象或目标是输出电压大小。空载时，仍然有vrd功能。带负载后，则与手工焊的控制有所不同。气保焊，焊机的输出特性控制是平特性，而不是恒流带外拖的下降特性。其特点是：负载电流变化较大，而输出电压变化很小，保持相对稳定。只有当电压给定信号发生改变时，输出的电压才会出现较大变化。电流负反馈是为了限制过大的电流输出。当然，气保焊相对于手工焊，还是要复杂很多的，涉及到送气、送丝速度、2t和4t操作模式等控制过程。改变电感的给定值(l1与l2之间的电阻不同时)，焊机输出电流的变化率是会变化的，这将会改变焊接电弧的特性。以上控制过程，是通过相应的控制电路来实现的。
98.以上是本发明各电路板部分及三种焊接方法的简要控制过程说明。因阐述电路原理比较复杂。但由于本发明已给出了详细电路原理图，因此对于有电路阅读能力(或具备相关电路知识)的人来说，是完全可以读懂的。通过上述说明可见，利用本发明所设计的焊机结构和控制电路，有自己独特的特征。本发明专利申请保护的内容就在于保护这种焊机的结构和电路。
99.本发明焊机的各个电路板上的器件，如果是插件式的电子元器件或零部件，主要采用自动和人工插件，自动焊接的方式来完成电路板加工。而对各个电路板上大量的贴片式电子元器件，则全部采用自动贴片和焊接的方式来完成加工。本发明充分考虑了上述影
响因素。通过反复设计，使电路板尺寸小，结构紧凑，连接控制线少，故本发明焊机的电路板生产加工工序少，制作工艺也大为简化，更加方便生产。这样的设计和加工工艺，可保证产品的生产具有很高的生产效率，同时，出错率和制作成本低，有利于提高产品的市场竞争力。
100.以上内容是结合具体的焊机结构和电路板及控制功能对本发明所作的详细说明，不能认定本发明的具体实施只限于这些说明。对本发明所述技术领域的其他技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干其它的推演和变换，这些都应该视为属于本发明保护的范畴。