高频焊机故障保护电路的制作方法

1.本实用新型涉及高频焊机技术领域，具体的，涉及高频焊机故障保护电路。


背景技术：

2.焊接是一种重要的金属加工方法，焊接技术的应用领域十分广泛，几乎所有电子设备的生产过程都需要进行焊接加工。随着金属焊接领域对焊接效率和焊接质量等要求的不断提高和逆变焊机应用领域的扩大，焊接设备也不断进行着变革，因而高频逆变焊机得到了快速的发展。逆变焊机正在向着高频化、小型化和大功率等方向发展。
3.由于高频焊机输出功率较大，焊接过程会消耗大量电能，对硬件电路结构造成较大压力；同时电路运行时出现的过压、过流等故障，会对焊机硬件电路的安全运行造成较大危害。


技术实现要素：

4.本实用新型提出高频焊机故障保护电路，解决了现有技术中过压、过流故障会对焊机硬件电路的安全运行造成危害的问题。
5.本实用新型的技术方案如下：
6.高频焊机故障保护电路，包括主控模块、电压采样电路、电力采样电路、过压保护电路、过流保护电路和igbt驱动电路，所述电压采样电路、电流采样电路、过压保护电路、过流保护电路和igbt驱动电路均连接所述主控模块，所述电压采样电路包括电压传感器u3和运放u2，所述电压互感器u3的输入端连接所述高频焊机的输出端，所述电压传感器u3的输出端连接所述运放u2的第一反向输入端，所述运放u2的第一同相输入端接地，所述运放u2的第一输出端通过电阻r8连接第一反相输入端，所述运放u2的第一输出端连接所述运放u2的第二反相输入端，所述运放u2的第二同相输入端接地，所述运放u2的第二输出端通过电阻r13连接第二反相输入端，所述运放u2的第二输出端连接所述主控模块。
7.作为进一步的技术方案，所述电流采样电路包括电流传感器u5、电阻r30、r31和运放u4，所述电流传感器u5的输入端连接高频焊机的输出端，所述电流传感器u5的输出端依次通过电阻r30、r31后接地，所述电流传感器u5的输出端连接所述运放u4的同相输入端，所述运放u4的同相输入端通过电容c8接地，所述运放u4的反相输入端连接输出端，所述运放u4的输出端通过电阻r19连接所述主控模块。
8.作为进一步的技术方案，所述igbt驱动电路包括驱动芯片u1，所述驱动芯片u1的数据输入端和信号输入端均连接所述主控模块，所述驱动芯片u1的输出端通过电阻r1输出端驱动信号。
9.作为进一步的技术方案，所述过流保护电路与所述过压保护电路的结构相同，所述过压保护电路包括光耦o1，所述光耦o1的第一输入端通过稳压二极管d3连接3.3v电源，所述光耦o1的第二输入端连接所述主控模块，所述光耦o1的第一输出端通过电阻r5连接15v电源，所述光耦o1的第二输出端接地，所述光耦o1的第一输出端通过电阻r6连接所述驱
动芯片u1的信号输入端。
10.本实用新型的工作原理及有益效果为：
11.本实用新型通过设置电压采样电路和电流采样电路，实时获取高频焊机的输出电压、电流信号，如果当前的电压、电流信号超出的预设范围，主控模块通过过压保护电路和过流保护电路控制igbt驱动电路，使高频焊机的逆变模块停止工作，起到保护硬件电路的效果。
12.主控模块根据电压采样电路对高频焊机输出的焊接电压进行精确控制，从实现金属焊接过程的控制，同时主控模块根据电压采样电路实现焊机过、欠压保护功能。
13.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
附图说明
14.图1为本实用新型电压采样电路的电路图；
15.图2为本实用新型电流采样电路的电路图；
16.图3为本实用新型igbt驱动电路的电路图；
17.图4为本实用新型过压保护电路的电路图。
具体实施方式
18.下面将结合本实用新型实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本实用新型保护的范围。
19.实施例1
20.本实施例提出了高频焊机故障保护电路，包括主控模块、电压采样电路、电力采样电路、过压保护电路、过流保护电路和igbt驱动电路，电压采样电路、电流采样电路、过压保护电路、过流保护电路和igbt驱动电路均连接主控模块。
21.如图1所示，电压采样电路包括电压传感器u3和运放u2，电压互感器u3的输入端连接高频焊机的输出端，电压传感器u3的输出端连接运放u2的第一反向输入端，运放u2的第一同相输入端接地，运放u2的第一输出端通过电阻r8连接第一反相输入端，运放u2的第一输出端连接运放u2的第二反相输入端，运放u2的第二同相输入端接地，运放u2的第二输出端通过电阻r13连接第二反相输入端，运放u2的第二输出端连接主控模块。
22.本实施例中，通过设置电压采样电路和电流采样电路，实时获取高频焊机的输出电压、电流信号，如果当前的电压、电流信号超出的预设范围，主控模块通过过压保护电路和过流保护电路控制igbt驱动电路，使高频焊机的逆变模块停止工作，起到保护硬件电路的效果。
23.主控模块根据电压采样电路对高频焊机输出的焊接电压进行精确控制，从实现金属焊接过程的控制，同时主控模块根据电压采样电路实现焊机过、欠压保护功能。本实施例采用型号为hnv025a的霍尔电压传感器采集高频焊机电压值，hnv025a传感器采用
±
15v电源供电，电压测量范围为10-500v，芯片匝数比为2500：1000。霍尔传感器将10ma输入电流转换为25ma输出电流，信号经过运放u2调理后转化为0-3.3v电压信号输入到主控模块中。实
现高频焊机电压采集功能。
24.进一步，
25.如图2所示，电流采样电路包括电流传感器u5、电阻r30、r31和运放u4，电流传感器u5的输入端连接高频焊机的输出端，电流传感器u5的输出端依次通过电阻r30、r31后接地，电流传感器u5的输出端连接运放u4的同相输入端，运放u4的同相输入端通过电容c8接地，运放u4的反相输入端连接输出端，运放u4的输出端通过电阻r19连接主控模块。
26.主控模块根据电流采样电路对电源逆变过程进行控制，实现输出焊接电流的精确控制，从而精确的完成焊接过程，同时主控芯片根据电流采样电流实现电流保护功能。本实施例采用型号为hnc100la的霍尔电流传感器采集焊机电流值，hnc100la传感器采用
±
15v电源供电，额定电流测量值为0-100a，传感器匝数比为1：2000。霍尔传感器将100a输入电流转换为50ma输出电流，信号经过电阻r30、r31和运放u4调理后转化为0-3.3v电压信号输入到主控芯片中，实现高频焊机电流采样功能。
27.进一步，
28.如图3所示，igbt驱动电路包括驱动芯片u1，驱动芯片u1的数据输入端和信号输入端均连接主控模块，驱动芯片u1的输出端通过电阻r1输出端驱动信号。
29.高频焊机主逆变电路采用高频igbt实现电源逆变功能，为了满足高频igbt驱动需求，选择型号为2sd315a的驱动芯片驱动逆变电路igbt模块。每个驱动芯片u1可以驱动两路igbt，从ina和inb两引脚输入pwm控制信号，芯片正常工作，芯片sq1和sq2引脚电压输入为5v；当驱动芯片出现短路故障时，sq1和sq2输入低电平，驱动芯片进入封锁状态，停止igbt模块工作，实现电路的运行保护。
30.进一步，
31.如图4所示，过流保护电路与过压保护电路的结构相同，过压保护电路包括光耦o1，光耦o1的第一输入端通过稳压二极管d3连接3.3v电源，光耦o1的第二输入端连接主控模块，光耦o1的第一输出端通过电阻r5连接15v电源，光耦o1的第二输出端接地，光耦o1的第一输出端通过电阻r6连接驱动芯片u1的信号输入端。
32.保护电路对一个复杂的控制系统的安全稳定工作十分重要。由于高频焊机输出功率较大，焊接过程会消耗大量电能，对硬件电路结构造成较大压力；同时电路运行时出现的过压、过流等故障，会对焊机硬件电路的安全运行造成较大危害。
33.本实施例的过压、过流保护电路，可以避免过压、过流等电路故障损坏焊机的硬件电路，以确保焊接机能够安全可靠运行。过压、过流保护电路工作原理为：当主控模块接收到电压、电流采样电路中的信号时，判断是否超过设定阈值，当判断为过压、过流故障，主控模块会输出低电平信号，指示灯led发光报警，光耦o1导通，向驱动芯片u1的信号输入端输出低电平信号，是驱动芯片进入封锁状态，停止逆变电路的工作，起到焊机硬件保护的作用。
34.以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。