一种多焊接模式的焊机控制方法和控制电路

技术领域

本发明涉及焊机控制技术领域，尤其是涉及一种多焊接模式的焊机控制方法和控制电路。

背景技术

焊接是生产制造过程的一个必要过程，目前，根据焊材等的不同，焊接模式有多种，一般情况下，一种焊机只有一种焊接模式， 如TIG焊接是以氩气作为保护气体，在钨极作为电极的一种焊接方法，利用钨极和工作之间的电弧使金属熔化而形成焊缝的，焊接过程中钨极不熔化，只起电极的作用。MIG 焊接模式以氩气中混合少量活性气体进行熔化极电弧焊的焊接方法，其焊丝以层绕方式成卷或盘状供给。STICK焊接模式是手工焊接。对于不同的焊材与应用场景，就需要采用多个焊机实现，极大地增加了成本。

因此，如何在一个焊机中实现多种焊接模式，增加焊机功能，是目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种多焊接模式的焊机控制方法和控制电路，通过在变压器初级线圈上引出抽头，通过控制开关改变初级线圈的匝数，从而改变变压器初级与次级的匝数比，控制输出电压，在一个焊机中实现多种焊接模式的切换，增加焊机功能，降低成本。

第一方面，本发明的上述发明目的通过以下技术方案得以实现：

一种多焊接模式的焊机控制方法，包括在主变压器初级线圈上引出抽头，初级线圈的一端连接第一控制开关，抽头端连接第二控制开关，上电前，控制第一控制开关断开、第二控制开关断开，在焊机由第一类焊接模式与第二类焊接模式前，停止逆变桥控制信号PWM输出，延时第一设定时长，控制第一控制开关或/和第二控制开关状态改变，改变主变压器初级线圈匝数，延时第二设定时长后，启动逆变桥控制信号PWM输出，完成焊接模式的切换，实现多焊接模式的控制。

本发明进一步设置为：多焊接模式包括STICK焊接模式、TIG HV焊接模式、LIFTTIG焊接模式和MIG焊接模式，第一类焊接模式包括STICK焊接模式、TIG HV焊接模式、LIFTTIG焊接模式，第二类焊接模式包括MIG焊接模式。

本发明进一步设置为：在由第一类焊接模式切换为第二类焊接模式前，停止逆变桥控制信号PWM输出，延时第一设定时长，控制第二控制开关断开，延时第三设定时长，控制第一控制开关接通，延时第二设定时长后，启动逆变桥控制信号PWM输出。

本发明进一步设置为：在由第二类焊接模式切换为第一类焊接模式前，停止逆变桥控制信号PWM输出，延时第一设定时长，控制第一控制开关断开，延时第三设定时长，控制第二控制开关接通，延时第二设定时长后，启动逆变桥控制信号PWM输出。

本发明进一步设置为：在第一类焊接模式之间相互切换时，控制第一控制开关保持原状态不变、第二控制开关保持原状态不变，通过控制PWM信号进行焊接模式切换。

本发明进一步设置为：在主变压器次级线圈匝数确定的情况下，初级线圈匝数的多少与输出电压大小相关。

第二方面，本发明的上述发明目的通过以下技术方案得以实现：一种多焊接模式的焊机控制电路，包括逆变桥电路、主变压器、主控制电路、第一控制开关电路和第二控制开关电路，主控制电路分别与逆变桥电路、第一控制开关电路和第二控制开关电路连接，逆变桥电路连接主变压器初级线圈，主变压器的初级线圈引出抽头，第一控制开关电路的一端与初级线圈的一端连接，初级线圈抽头与第二控制开关电路的一端连接，初级线圈的另一端接逆变桥电路的一个输出端，第一控制开关电路的另一端和第二控制开关电路的另一端同时连接逆变桥电路的另一个输出端。

本发明进一步设置为：第一控制开关电路包括第一继电器，第一继电器的线圈一端接第一电源，另一端接主控制电路的第一控制信号输出端，第一继电器开关侧的常开端连接初级线圈的一端，第一继电器开关侧的开关端连接逆变桥电路的另一个输出端。

本发明进一步设置为：第二控制开关电路包括第二继电器，第二继电器的线圈一端接第一电源，另一端接主控制电路的第二控制信号输出端，第二继电器开关侧的常开端连接初级线圈的抽头端，第二继电器开关侧的开关端连接逆变桥电路的另一个输出端。

本发明进一步设置为：主控制电路包括控制芯片和输入装置，输入装置用于输入焊机的即将运行焊接模式，控制芯片根据焊机当前焊接模式和即将运行焊接模式，采用本申请所述控制方法，进行当前焊接模式和即将焊接模式的切换控制。

与现有技术相比，本申请的有益技术效果为：

1.本申请通过在变压器初级线圈引出抽头，将初级线圈分成二部分，实现初级线圈匝数的改变，为采用不同焊接模式提供条件；

2.进一步地，本申请通过在初级线圈的一端和抽头端设置控制开关电路，控制初级线圈与逆变桥的连接方式，实现对焊机输出电压的控制；

3.进一步地，本申请通过控制逆变桥控制信号、第一控制开关电路的控制信号、第二控制开关电路的控制信号之间的时序，在变压器初级无电流时，进行切换，保证了焊机的安全与正常工作，增强焊机功能，节约成本。

附图说明

图1是本申请一个具体实施例的控制电路结构示意图；

图2是本申请一个具体实施例的控制电路原理示意图。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明作进一步详细说明。

本申请的一种多焊接模式的焊机控制电路，如图1所示，包括逆变桥电路、主变压器、主控制电路、第一控制开关电路和第二控制开关电路，主控制电路分别与逆变桥电路、第一控制开关电路和第二控制开关电路连接，用于输出PWM控制信号给逆变桥电路，输出第一控制信号RLY1给第一控制开关电路，输出第二控制信号RLY2给第二控制开关电路，逆变桥电路连接主变压器初级线圈，用于将直流输入VIN转变为交流信号，主变压器的初级线圈引出抽头，第一控制开关电路的一端与初级线圈的第一端连接，初级线圈抽头与第二控制开关电路的一端连接，初级线圈的第二端接逆变桥电路的一个输出端，第一控制开关电路的另一端和第二控制开关电路的另一端同时连接逆变桥电路的另一个输出端，用于在第一开关电路关闭时，初级线圈的第一端接逆变桥电路的一个输出端，或在第二控制开关电路关闭时，初级线圈的第一端接逆变桥电路的一个输出端，第一控制开关电路、第二控制开关电路的状态包括一个关闭时另一个断开，或二个同时断开，不能存在二个同时关闭的情况。

变压器次级线圈匝数为N3，在第一控制开关电路关闭、第二控制开关电路断开时，初级线圈的匝数为N1，则变压器匝数比为N1/ N3，在第一控制开关电路断开、第二控制开关电路关闭时，初级线圈的匝数为N2，则变压器匝数比为N2/ N3，通过改变变压器匝数比，能够改变变压器次级的输出电压大小，N2小于N1。

变压器次级线圈连接次级整流电路，用于对将次级的交流电转换为直流输出。

在本申请的一个具体实施例中，第一控制开关电路包括第一继电器电路，第二控制开关电路包括第二继电器电路。

如图2所示，第一继电器J1的线圈侧，一端连接连接到第一控制信号RLY1的输出端，另一端连接到第一直流电源VDD，其开关侧的开关端连接到逆变桥电路的另一个输出端，其常开端连接到初级线圈的第一端。

第二继电器J2的线圈侧，一端连接连接到第二控制信号RLY2的输出端，另一端连接到第一直流电源VDD，其开关侧的开关端连接到逆变桥电路的另一个输出端，其常开端连接到初级线圈的抽头端。

在第一控制信号RLY1为高电平时，第一继电器不动作，初级线圈的第一端与逆变桥电路的另一个输出端断开，在第一控制信号RLY1为低电平时，第一继电器吸合动作，初级线圈的第一端与逆变桥电路的另一个输出端连接。

同样地，在第二控制信号RLY2为高电平时，第二继电器不动作，初级线圈的抽头端与逆变桥电路的另一个输出端断开，在第二控制信号RLY2为低电平时，第二继电器吸合动作，初级线圈的抽头端与逆变桥电路的另一个输出端连接。

主控制电路包括控制芯片和输入装置，输入装置与控制芯片连接，用于输入即将要运行的焊接模式，控制芯片在接收到即将运行焊接模式指令后，根据焊机当前的焊接模式，控制第一控制开关或/和第二控制开关状态改变，改变初级线圈的匝数，完成焊接模式的切换，实现多焊接模式的控制。

逆变桥电路包括四个功率管Q1-Q4，四个功率管Q1-Q4组成H桥电路，功率管Q1的输入端接输入电压VIN+端，功率管Q1的输出端接功率管Q3的输入端，功率管Q3的输出端接输入电压VIN-端，同样地，功率管Q2的输入端接输入电压VIN+端，功率管Q2的输出端接功率管Q4的输入端，功率管Q4的输出端接输入电压VIN-端；四个功率管的控制端接主控制电路PWM控制信号的输出端。

功率管Q1的输出端与功率管Q3的输入端的连接点，引出逆变桥电路输出的第一端，功率管Q2的输出端与功率管Q4的输入端的连接点，引出逆变桥电路输出的第二端。

控制芯片输出PWM控制信号，在控制功率管Q1、功率管Q4同时导通时，控制功率管Q2、功率管Q3同时截止；在控制功率管Q2、功率管Q3同时导通时，控制功率管Q1、功率管Q4同时截止；将直流输入转换为交流信号，传输给变压器初级。

控制芯片控制第一控制信号RLY1、第二控制信号RLY2、PWM控制信号的时序，进行焊机焊接模式的切换控制。

焊接模式包括STICK焊接模式、TIG HV焊接模式、LIFT TIG焊接模式和MIG焊接模式，第一类焊接模式包括STICK焊接模式、TIG HV焊接模式、LIFT TIG焊接模式，第二类焊接模式包括MIG焊接模式。

上电前，第一继电器J1、第二继电器J2的初始状态为不吸合，初级线圈的第一端或抽头端不连接逆变桥电路的另一个输出端。

焊机在由第一类焊接模式切换至第二类焊接模式时，控制芯片先停止输出PWM控制信号，逆变桥电路不工作，变压器初级线圈中无电流，延时第一设定时长后，输出第二控制信号RLY2为高电平，第二继电器不吸合，变压器初级线圈的抽头端与逆变桥电路的另一个输出端断开；延时第三设定时长后，输出第一控制信号RLY1为低电平，第一继电器吸合，变压器初级线圈的第一端与逆变桥电路的另一个输出端连接，延时第二设定时长后，输出PWM控制信号，逆变桥电路工作，变压器初级线圈中有电流流过。

焊机在由第二类焊接模式切换至第一类焊接模式时，控制芯片先停止输出PWM控制信号，逆变桥电路不工作，变压器初级线圈中无电流，延时第一设定时长后，输出第一控制信号RLY1为高电平，第一继电器不吸合，变压器初级线圈的第一端与逆变桥电路的另一个输出端断开，延时第三设定时长后，输出第二控制信号RLY2为低电平，第二继电器吸合，变压器初级线圈的抽头端与逆变桥电路的另一个输出端连接，延时第二设定时长后，输出PWM控制信号，逆变桥电路工作，变压器初级线圈中有电流流过。

焊机在第一类焊接模式之间进行切换时，在第一类焊接模式之间相互切换时，控制第一控制开关保持原状态不变、第二控制开关保持原状态不变，初级线圈不进行匝数变换，控制芯片通过控制PWM信号进行焊接模式切换。

以上均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。