《手弧焊電源波形控制方法及其電路》是上海滬工焊接集團股份有限公司於2015年8月31日申請的專利，該專利的公布號為CN105033405A，授權公布日為2015年11月11日。
《手弧焊電源波形控制方法及其電路》涉及一種手弧焊電源波形控制方法和電路。一種手弧焊電源波形控制方法，包括步驟：將電壓反饋信號和固定閾值電壓比較，輸出推力給定信號；將提供的脈衝給定信號與推力給定信號以一定的比例疊加，形成輸入給定信號；將輸入給定信號提供給手弧焊電源作為輸出電流設定；將手弧焊電源的輸出電壓信號濾波後作為電壓反饋信號。一種手弧焊電源波形控制電路，包括脈衝給定信號模組、電壓反饋模組和電壓比較模組；其中電壓反饋模組的輸入端連線手弧焊電源的輸出端，輸出端連線電壓比較模組的輸入端；電壓比較模組的輸出端和脈衝給定信號模組的輸出端連線在一起。上述控制方法和電路得到的手弧焊電源波形動特性良好，電弧柔和，焊縫成形和脫渣性能好。
2020年7月14日，《手弧焊電源波形控制方法及其電路》獲得第二十一屆中國專利獎優秀獎。
（概述圖為《手弧焊電源波形控制方法及其電路》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：手弧焊電源波形控制方法及其電路
- 申請人：上海滬工焊接集團股份有限公司
- 申請日：2015年8月31日
- 申請號：2015105488533
- 公布號：CN105033405A
- 公布日：2015年11月11日
- 發明人：不公告發明人
- 地址：上海市青浦區外青松公路7177號
- Int. Cl.：B23K9/09(2006.01)I
- 代理機構：廣州華進聯合專利商標代理有限公司
- 代理人：何沖
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
手工電弧焊，簡稱手弧焊，是以手工操作的焊條和被焊接的工件作為兩個電極，利用焊條與焊件之間的電弧熱量熔化金屬進行焊接的做法。焊接時，焊條端部熔化的金屬和被熔化的焊件金屬熔合在一起，形成熔池。在焊接中，電弧隨焊條移動，熔池中的液態金屬逐步冷卻結晶後便形成焊縫，兩焊件被焊接在一起。
在焊接過程中，焊條和焊件之間發生頻繁的短路和重新引弧，如果焊機輸出電流和電壓不能適應電弧焊過程中的這些變化，電弧就不能穩定燃燒，很難得到良好的焊縫。為了得到符合要求的輸出電流和電壓，可以通過控制電源電流設定的波形狼備盼來實現。
2015年前在實現上述性能時灶察狼，往往使用較為簡易的方法，比如當電弧電壓小於一定值後疊加一固定給定，或施加一個線性給定，但是這種方法很難滿足人們對手工電弧焊的性能的多方面的要求。
發明內容
專利目的
《手弧焊電源波形控制方法及其電路》提供一種手弧焊電源波形控制方法和電路。
技術方案
一種手弧焊電源波形控制方法，包括步驟：
將電壓反饋信號和固定閾值電壓比較，輸出推力給定信號；當電壓反饋信號小於所述固定閾值電壓時輸出高電平，電壓反饋信號大於所述固定閾值電壓時輸出低電平；提供脈衝給定信號；將所述脈衝給定信號與所詢鞏戰述推力給定信號以一定的比例疊加，形成輸入給定信號；將所述輸入給定信號提供給所述手弧焊電源作為輸出電流的設定信號；將所述手弧焊電源的輸出電壓信號濾波後作為所述電壓反饋信號。
在其中一個實施例中，所述提供脈衝給定信號的步驟，具體包括：提供一直流信號；提供一脈衝信號；將所述直流信號和脈衝信號疊加形成所述脈衝給定信號。
在其中一個實施例中，所述脈衝給定信號的頻率和幅值固定。
上述手弧焊電源波形控制方法得到的手弧焊焊接電源輸出信號，輸出電壓越低，則推力給定信號波形的脈衝寬度越大，從而使焊接電源笑鍵乃輸出電流也越大，反之亦然。即實現了輸出電壓越低、焊接電源輸出電流越大，可以實現電弧的推力功能。
一種手弧焊電源波形控制電路，腳龍狼姜包括脈衝給定信號模組，用於輸出脈衝給定信號；電壓反饋模組，用於對所述手弧焊電源的輸出電壓信號進行濾波並隔離後，輸出電壓反饋信號；和電壓比較模組，用於將所述電壓反饋信號和固定閾值電壓比較，輸出推力給定信號；其中所述電壓反饋模組的輸入端連線手弧焊電源的輸出端，所述電壓反饋模組的輸出端連線所述電壓比較模組的輸入端；所述電壓比較模組的輸出端籃笑愚海和所述脈衝給定信號模組的輸出端連線在一起，將所述脈衝給定信號和推力給定信號以一定的比例疊加後形成輸入給定信號，提供給所述手弧焊電源作為輸出電流的設定信號。
在其中一個實施例中，所述脈衝給定信號模組包括：直流信號模組，用於輸出直流信號；脈衝信號模組，用於輸出脈衝信號；所述直流信號模組的輸出端和所述脈衝信號模組的輸出端連線作為所述脈衝給定信號模組的輸出端。
在其中一個實施例中，所述電壓比較模組包括運算放大器、第一電阻和第二電阻，所述運算放大器的同相輸入端通過所述第一電阻連線電源；所述運算放大器的反相輸入端通過所述第二電阻接地；所述運算放大器的輸出端輸出所述推力給定信號。
在其中一個實施例中，還包括二極體，所述二極體的正極連線所述運算放大器的輸出端，所述二極體的負極和所述脈衝給定信號模組的輸出端連線。
在其中一個實施例中，所述電壓反饋模組包括前濾波電路、隔離電路和後濾波電路，所述前濾波電路的輸入端輸入輸出電壓，所述前濾波電路的輸出端連線所述隔離電路的輸入端，所述隔離電路的輸出端連線所述後濾波電路的輸入端，所述後濾波電路的輸出端連線所述電壓比較模組的輸入端。
在其中一個實施例中，所述隔離電路為線性光耦合器，所述線性耦合器的輸入端連線所述前濾波電路的輸出端，所述線性耦合器的集電極輸入電源電壓，所述線性耦合器的發射極作為所述隔離電路的輸出端趨漏。
在其中一個實施例中，所述脈衝信號模組包括單片機，所述脈衝信號由所述單片機的定時器實現。
改善效果
上述手弧焊電源波形控制電路通過將手弧焊電源輸出電壓通過電壓反饋模組後和一固定閾值電壓比較，然後再和脈衝給定信號疊加後輸出輸入給定信號，使得手工焊機電源的輸出電流為一受控紋波電流。用這樣的電流進行手弧焊，其動特性良好，引弧容易，飛濺小，操作時電弧柔和，富有彈性，焊縫成形更好。
附圖說明
圖1為《手弧焊電源波形控制方法及其電路》一實施例的手弧焊電源波形控制方法的流程示意圖；
圖2為圖1所述實施例的的手弧焊電源波形控制方法的波形示意圖；
圖3為《手弧焊電源波形控制方法及其電路》另一實施例的手弧焊電源波形控制方法的子流程示意圖；
圖4為圖3所示實施例的手弧焊電源波形控制方法的部分波形示意圖；
圖5為《手弧焊電源波形控制方法及其電路》一實施例的手弧焊電源波形控制電路的示意框圖；
圖6為《手弧焊電源波形控制方法及其電路》一實施例的手弧焊電源波形控制電路的電路示意圖。
技術領域
《手弧焊電源波形控制方法及其電路》涉及手弧焊焊接領域，特別是涉及手弧焊電源的波形控制。
權利要求
1.一種手弧焊電源波形控制方法，其特徵在於，包括步驟：將電壓反饋信號和固定閾值電壓比較，輸出推力給定信號；當電壓反饋信號小於所述固定閾值電壓時輸出高電平，電壓反饋信號大於所述固定閾值電壓時輸出低電平；提供脈衝給定信號；將所述脈衝給定信號與所述推力給定信號以一定的比例疊加，形成輸入給定信號；將所述輸入給定信號提供給所述手弧焊電源作為輸出電流的設定信號；將所述手弧焊電源輸出的電壓信號濾波後作為所述電壓反饋信號。
2.根據權利要求1所述的手弧焊電源波形控制方法，其特徵在於，所述提供脈衝給定信號的步驟，具體包括：提供一直流信號；提供一脈衝信號；將所述直流信號和脈衝信號疊加形成所述脈衝給定信號。
3.根據權利要求1所述的手弧焊電源波形控制方法，其特徵在於，所述脈衝給定信號的頻率和幅值固定。
4.一種手弧焊電源波形控制電路，其特徵在於，包括脈衝給定信號模組，用於輸出脈衝給定信號；電壓反饋模組，用於對所述手弧焊電源輸出的電壓信號進行濾波並隔離後，輸出電壓反饋信號；和電壓比較模組，用於將所述電壓反饋信號和固定閾值電壓比較，輸出推力給定信號；其中所述電壓反饋模組的輸入端連線手弧焊電源的輸出端，所述電壓反饋模組的輸出端連線所述電壓比較模組的輸入端；所述電壓比較模組的輸出端和所述脈衝給定信號模組的輸出端連線在一起，將所述脈衝給定信號和推力給定信號以一定的比例疊加後形成輸入給定信號，提供給所述手弧焊電源作為輸出電流設定信號。
5.根據權利要求4所述的手弧焊電源波形控制電路，其特徵在於，所述脈衝給定信號模組包括：直流信號模組，用於輸出直流信號；脈衝信號模組，用於輸出脈衝信號；所述直流信號模組的輸出端和所述脈衝信號模組的輸出端連線作為所述脈衝給定信號模組的輸出端。
6.根據權利要求4或5所述的手弧焊電源波形控制電路，其特徵在於，所述電壓比較模組包括運算放大器、第一電阻和第二電阻，所述運算放大器的同相輸入端通過所述第一電阻連線電源；所述運算放大器的反相輸入端通過所述第二電阻接地；所述運算放大器的輸出端輸出所述推力給定信號。
7.根據權利要求6所述的手弧焊電源波形控制電路，其特徵在於，還包括二極體，所述二極體的正極連線所述運算放大器的輸出端，所述二極體的負極和所述脈衝給定信號模組的輸出端連線。
8.根據權利要求4或5所述的手弧焊電源波形控制電路，其特徵在於，所述電壓反饋模組包括前濾波電路、隔離電路和後濾波電路，所述前濾波電路的輸入端輸入輸出電壓，所述前濾波電路的輸出端連線所述隔離電路的輸入端，所述隔離電路的輸出端連線所述後濾波電路的輸入端，所述後濾波電路的輸出端連線所述電壓比較模組的輸入端。
9.根據權利要求8所述的手弧焊電源波形控制電路，其特徵在於，所述隔離電路為線性光耦合器，所述線性耦合器的輸入端連線所述前濾波電路的輸出端，所述線性耦合器的集電極輸入電源電壓，所述線性耦合器的發射極作為所述隔離電路的輸出端。
10.根據權利要求5所述的手弧焊電源波形控制電路，其特徵在於，所述脈衝信號模組包括單片機，所述脈衝信號由所述單片機的定時器實現。
實施方式
參見圖1和圖2，為《手弧焊電源波形控制方法及其電路》一實施例的手弧焊電源波形控制方法流程示意圖和其波形示意圖。如圖所示，該手弧焊電源波形控制方法包括步驟S100，將電壓反饋信號a和固定閾值電壓b比較，輸出推力給定信號c。其中，當電壓反饋信號a小於固定閾值電壓b時輸出高電平，電壓反饋信號a大於固定閾值電壓b時輸出低電平。步驟S200提供脈衝式的脈衝給定信號d。步驟S300將脈衝給定信號d與推力給定信號c以一定的比例疊加，形成輸入給定信號e，提供給手弧焊電源作為輸出電流的設定信號。步驟S400輸入將輸入給定信號e提供給手弧焊電源作為輸出電流的設定信號。步驟S500將手弧焊電源輸出的輸出電壓信號f濾波後作為電壓反饋信號a。其中步驟S100和步驟S200的順序不分先後。從圖2中不難看出，當手弧焊電源輸出信號f越低，則電壓反饋信號a的峰值越小，那么推力給定信號c的脈衝寬度就越大，從而使得輸入給定信號e越大。反之亦然。這樣就實現了輸出電壓越低輸出電流越大，從而實現電弧的推力功能。同時脈衝式的推力給定信號c和脈衝給定信號d疊加後得到的輸入給定信號e，然後經過恆流特性的手工焊電源輸出輸出信號f，使得輸出信號f為一受控的紋波電流，用這樣的電流進行手弧焊，其動特性良好，引弧容易，飛濺小，操作時電弧柔和，富有彈性，焊縫成形更好，脫渣性能好。
參見圖3和圖4，為《手弧焊電源波形控制方法及其電路》另一實施例的手弧焊電源波形控制方法子流程示意圖和部分波形示意圖。如圖所示，該手弧焊電源波形控制方法，在步驟S200提供脈衝給定中，還具體包括步驟S210提供一直流信號g，步驟S220提供一脈衝信號h，步驟S230將該脈衝信號h和直流信號g疊加，形成脈衝給定信號d。其中步驟S210和步驟S220的順序不分先後。這樣，可以通過調節脈衝信號h的頻率來調節脈衝給定信號d的頻率和幅度。
在其中一個實施例中，脈衝給定信號的頻率和幅值固定。這樣可以得到比較穩定的輸出信號。
參見圖5，為《手弧焊電源波形控制方法及其電路》一實施例的手弧焊電源波形控制電路的示意框圖。如圖所示，該手弧焊電源波形控制電路包括用於輸出脈衝給定信號的脈衝給定模組110，用於對手弧焊電源200的輸出信號進行濾波並隔離後，輸出電壓反饋信號的電壓反饋模組120，以及用於將電壓反饋信號和固定閾值電壓比較，輸出推力給定信號的電壓比較模組130。其中，電壓反饋模組120的輸入端連線手弧焊電源200的輸出端OUT，電壓反饋模組120的輸出端連線電壓比較模組130的輸入端。電壓比較模組140的輸出端和脈衝給定模組110輸出端連線在一起，將脈衝給定信號和推力給定信號以一定的比例疊加後形成輸入給定信號，施加在手弧焊電源200的輸入端IN，提供給手弧焊電源200作為輸出電流的設定信號。該脈衝給定模組110還可以包括輸出直流信號的直流信號模組111和用於輸出脈衝信號的脈衝信號模組112，該直流信號模組111和脈衝信號模組112的輸出端連線在一起作為脈衝給定模組110的輸出端。
這樣的手弧焊電源波形控制電路，能夠通過將手弧焊電源輸出電壓通過電壓反饋模組120後和一固定閾值電壓比較，然後再和脈衝給定信號疊加後輸出輸入給定信號，使得手工焊機電源的輸出電流為一受控紋波電流。用這樣的電流進行手弧焊，其動特性良好，引弧容易，飛濺小，操作時電弧柔和，富有彈性，焊縫成形更好。
參見圖6，為《手弧焊電源波形控制方法及其電路》一實施例的手弧焊電源波形控制電路的電路示意圖。如圖所示，電壓反饋模組120包括前濾波電路、隔離電路和後濾波電路，該前濾波電路的輸入端輸入輸出電壓，輸出端連線隔離電路的輸入端，隔離電路的輸出端連線後濾波電路的輸入端，後濾波電路的輸出端連線電壓比較模組130的輸入端。該前濾波電路包括第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5和第一電容C1，隔離電路包括線性光耦合器IC2，後濾波電路包括第六電阻R6和第二電容C2。後濾波模組包括第六電阻R6和第二電容C2。電壓比較模組140包括運算放大器IC1、第一電阻R1和第二電阻R2，還可以包括二極體D。
第一電容C1分別通過第三電阻R3和第四電阻R4連線在輸出電壓的兩端，然後經過第五電阻R5連線線性耦合器IC2的輸入端。線性耦合器IC2的輸出端集電極輸入電源電壓Vcc，發射極連線運算放大器IC1的反相輸入端。第六電阻R6和第二電容C2並聯，一端連線線性耦合器IC2的輸出端的發射極，另一端接地。第一電阻R1的一端輸入電源電壓Vcc，另一端連線運算放大器IC1的同相輸入端，第二電阻R2的一端接地，另一端也連線運算放大器IC1的同相輸入端。運算放大器IC1的輸出端連線二極體D的正極，二極體D的負極輸出推力給定信號。
脈衝信號模組的輸出端連線第八電阻R8，直流信號模組的輸出端連線第九電阻R9後連線在一起作為脈衝給定信號模組的輸出端，輸出脈衝給定信號，二極體D的負極連線第七電阻R7後和該脈衝給定信號的輸入端連線，輸出輸入給定信號，提供給手弧焊電源作為輸出電流的設定信號。
這樣，前濾波電路可以起到對輸出電壓濾波限流的作用，從而得到一個合適的電壓反饋信號，而隔離電路和後濾波電路可以使得電壓反饋信號更加穩定。通過運算放大器實現電壓反饋信號和固定閾值電壓的比較，簡單便捷。並且該固定閾值電壓是通過第一電阻和第二電阻的分壓所得，所以可以通過調整第一電阻和第二電阻的阻值而確定該固定閾值電壓，比較靈活方便。通過調整第七電阻、第八電阻和第九電阻的阻值，可以調節推力給定信號、脈衝信號以及直流信號的疊加比例，以達到理想的輸出電流設定。
在其中一個實施例中，該脈衝信號模組為單片機，脈衝信號由單片機的定時器實現，從而使得電路更加簡潔，緊湊。當然該脈衝信號也可以由合適的脈衝產生電路實現。
榮譽表彰
2020年7月14日，《手弧焊電源波形控制方法及其電路》獲得第二十一屆中國專利獎優秀獎。
一種手弧焊電源波形控制電路，包括脈衝給定信號模組，用於輸出脈衝給定信號；電壓反饋模組，用於對所述手弧焊電源的輸出電壓信號進行濾波並隔離後，輸出電壓反饋信號；和電壓比較模組，用於將所述電壓反饋信號和固定閾值電壓比較，輸出推力給定信號；其中所述電壓反饋模組的輸入端連線手弧焊電源的輸出端，所述電壓反饋模組的輸出端連線所述電壓比較模組的輸入端；所述電壓比較模組的輸出端和所述脈衝給定信號模組的輸出端連線在一起，將所述脈衝給定信號和推力給定信號以一定的比例疊加後形成輸入給定信號，提供給所述手弧焊電源作為輸出電流的設定信號。
在其中一個實施例中，所述脈衝給定信號模組包括：直流信號模組，用於輸出直流信號；脈衝信號模組，用於輸出脈衝信號；所述直流信號模組的輸出端和所述脈衝信號模組的輸出端連線作為所述脈衝給定信號模組的輸出端。
在其中一個實施例中，所述電壓比較模組包括運算放大器、第一電阻和第二電阻，所述運算放大器的同相輸入端通過所述第一電阻連線電源；所述運算放大器的反相輸入端通過所述第二電阻接地；所述運算放大器的輸出端輸出所述推力給定信號。
在其中一個實施例中，還包括二極體，所述二極體的正極連線所述運算放大器的輸出端，所述二極體的負極和所述脈衝給定信號模組的輸出端連線。
在其中一個實施例中，所述電壓反饋模組包括前濾波電路、隔離電路和後濾波電路，所述前濾波電路的輸入端輸入輸出電壓，所述前濾波電路的輸出端連線所述隔離電路的輸入端，所述隔離電路的輸出端連線所述後濾波電路的輸入端，所述後濾波電路的輸出端連線所述電壓比較模組的輸入端。
在其中一個實施例中，所述隔離電路為線性光耦合器，所述線性耦合器的輸入端連線所述前濾波電路的輸出端，所述線性耦合器的集電極輸入電源電壓，所述線性耦合器的發射極作為所述隔離電路的輸出端。
在其中一個實施例中，所述脈衝信號模組包括單片機，所述脈衝信號由所述單片機的定時器實現。
改善效果
上述手弧焊電源波形控制電路通過將手弧焊電源輸出電壓通過電壓反饋模組後和一固定閾值電壓比較，然後再和脈衝給定信號疊加後輸出輸入給定信號，使得手工焊機電源的輸出電流為一受控紋波電流。用這樣的電流進行手弧焊，其動特性良好，引弧容易，飛濺小，操作時電弧柔和，富有彈性，焊縫成形更好。
附圖說明
圖1為《手弧焊電源波形控制方法及其電路》一實施例的手弧焊電源波形控制方法的流程示意圖；
圖2為圖1所述實施例的的手弧焊電源波形控制方法的波形示意圖；
圖3為《手弧焊電源波形控制方法及其電路》另一實施例的手弧焊電源波形控制方法的子流程示意圖；
圖4為圖3所示實施例的手弧焊電源波形控制方法的部分波形示意圖；
圖5為《手弧焊電源波形控制方法及其電路》一實施例的手弧焊電源波形控制電路的示意框圖；
圖6為《手弧焊電源波形控制方法及其電路》一實施例的手弧焊電源波形控制電路的電路示意圖。
技術領域
《手弧焊電源波形控制方法及其電路》涉及手弧焊焊接領域，特別是涉及手弧焊電源的波形控制。
權利要求
1.一種手弧焊電源波形控制方法，其特徵在於，包括步驟：將電壓反饋信號和固定閾值電壓比較，輸出推力給定信號；當電壓反饋信號小於所述固定閾值電壓時輸出高電平，電壓反饋信號大於所述固定閾值電壓時輸出低電平；提供脈衝給定信號；將所述脈衝給定信號與所述推力給定信號以一定的比例疊加，形成輸入給定信號；將所述輸入給定信號提供給所述手弧焊電源作為輸出電流的設定信號；將所述手弧焊電源輸出的電壓信號濾波後作為所述電壓反饋信號。
2.根據權利要求1所述的手弧焊電源波形控制方法，其特徵在於，所述提供脈衝給定信號的步驟，具體包括：提供一直流信號；提供一脈衝信號；將所述直流信號和脈衝信號疊加形成所述脈衝給定信號。
3.根據權利要求1所述的手弧焊電源波形控制方法，其特徵在於，所述脈衝給定信號的頻率和幅值固定。
4.一種手弧焊電源波形控制電路，其特徵在於，包括脈衝給定信號模組，用於輸出脈衝給定信號；電壓反饋模組，用於對所述手弧焊電源輸出的電壓信號進行濾波並隔離後，輸出電壓反饋信號；和電壓比較模組，用於將所述電壓反饋信號和固定閾值電壓比較，輸出推力給定信號；其中所述電壓反饋模組的輸入端連線手弧焊電源的輸出端，所述電壓反饋模組的輸出端連線所述電壓比較模組的輸入端；所述電壓比較模組的輸出端和所述脈衝給定信號模組的輸出端連線在一起，將所述脈衝給定信號和推力給定信號以一定的比例疊加後形成輸入給定信號，提供給所述手弧焊電源作為輸出電流設定信號。
5.根據權利要求4所述的手弧焊電源波形控制電路，其特徵在於，所述脈衝給定信號模組包括：直流信號模組，用於輸出直流信號；脈衝信號模組，用於輸出脈衝信號；所述直流信號模組的輸出端和所述脈衝信號模組的輸出端連線作為所述脈衝給定信號模組的輸出端。
6.根據權利要求4或5所述的手弧焊電源波形控制電路，其特徵在於，所述電壓比較模組包括運算放大器、第一電阻和第二電阻，所述運算放大器的同相輸入端通過所述第一電阻連線電源；所述運算放大器的反相輸入端通過所述第二電阻接地；所述運算放大器的輸出端輸出所述推力給定信號。
7.根據權利要求6所述的手弧焊電源波形控制電路，其特徵在於，還包括二極體，所述二極體的正極連線所述運算放大器的輸出端，所述二極體的負極和所述脈衝給定信號模組的輸出端連線。
8.根據權利要求4或5所述的手弧焊電源波形控制電路，其特徵在於，所述電壓反饋模組包括前濾波電路、隔離電路和後濾波電路，所述前濾波電路的輸入端輸入輸出電壓，所述前濾波電路的輸出端連線所述隔離電路的輸入端，所述隔離電路的輸出端連線所述後濾波電路的輸入端，所述後濾波電路的輸出端連線所述電壓比較模組的輸入端。
9.根據權利要求8所述的手弧焊電源波形控制電路，其特徵在於，所述隔離電路為線性光耦合器，所述線性耦合器的輸入端連線所述前濾波電路的輸出端，所述線性耦合器的集電極輸入電源電壓，所述線性耦合器的發射極作為所述隔離電路的輸出端。
10.根據權利要求5所述的手弧焊電源波形控制電路，其特徵在於，所述脈衝信號模組包括單片機，所述脈衝信號由所述單片機的定時器實現。
實施方式
參見圖1和圖2，為《手弧焊電源波形控制方法及其電路》一實施例的手弧焊電源波形控制方法流程示意圖和其波形示意圖。如圖所示，該手弧焊電源波形控制方法包括步驟S100，將電壓反饋信號a和固定閾值電壓b比較，輸出推力給定信號c。其中，當電壓反饋信號a小於固定閾值電壓b時輸出高電平，電壓反饋信號a大於固定閾值電壓b時輸出低電平。步驟S200提供脈衝式的脈衝給定信號d。步驟S300將脈衝給定信號d與推力給定信號c以一定的比例疊加，形成輸入給定信號e，提供給手弧焊電源作為輸出電流的設定信號。步驟S400輸入將輸入給定信號e提供給手弧焊電源作為輸出電流的設定信號。步驟S500將手弧焊電源輸出的輸出電壓信號f濾波後作為電壓反饋信號a。其中步驟S100和步驟S200的順序不分先後。從圖2中不難看出，當手弧焊電源輸出信號f越低，則電壓反饋信號a的峰值越小，那么推力給定信號c的脈衝寬度就越大，從而使得輸入給定信號e越大。反之亦然。這樣就實現了輸出電壓越低輸出電流越大，從而實現電弧的推力功能。同時脈衝式的推力給定信號c和脈衝給定信號d疊加後得到的輸入給定信號e，然後經過恆流特性的手工焊電源輸出輸出信號f，使得輸出信號f為一受控的紋波電流，用這樣的電流進行手弧焊，其動特性良好，引弧容易，飛濺小，操作時電弧柔和，富有彈性，焊縫成形更好，脫渣性能好。
參見圖3和圖4，為《手弧焊電源波形控制方法及其電路》另一實施例的手弧焊電源波形控制方法子流程示意圖和部分波形示意圖。如圖所示，該手弧焊電源波形控制方法，在步驟S200提供脈衝給定中，還具體包括步驟S210提供一直流信號g，步驟S220提供一脈衝信號h，步驟S230將該脈衝信號h和直流信號g疊加，形成脈衝給定信號d。其中步驟S210和步驟S220的順序不分先後。這樣，可以通過調節脈衝信號h的頻率來調節脈衝給定信號d的頻率和幅度。
在其中一個實施例中，脈衝給定信號的頻率和幅值固定。這樣可以得到比較穩定的輸出信號。
參見圖5，為《手弧焊電源波形控制方法及其電路》一實施例的手弧焊電源波形控制電路的示意框圖。如圖所示，該手弧焊電源波形控制電路包括用於輸出脈衝給定信號的脈衝給定模組110，用於對手弧焊電源200的輸出信號進行濾波並隔離後，輸出電壓反饋信號的電壓反饋模組120，以及用於將電壓反饋信號和固定閾值電壓比較，輸出推力給定信號的電壓比較模組130。其中，電壓反饋模組120的輸入端連線手弧焊電源200的輸出端OUT，電壓反饋模組120的輸出端連線電壓比較模組130的輸入端。電壓比較模組140的輸出端和脈衝給定模組110輸出端連線在一起，將脈衝給定信號和推力給定信號以一定的比例疊加後形成輸入給定信號，施加在手弧焊電源200的輸入端IN，提供給手弧焊電源200作為輸出電流的設定信號。該脈衝給定模組110還可以包括輸出直流信號的直流信號模組111和用於輸出脈衝信號的脈衝信號模組112，該直流信號模組111和脈衝信號模組112的輸出端連線在一起作為脈衝給定模組110的輸出端。
這樣的手弧焊電源波形控制電路，能夠通過將手弧焊電源輸出電壓通過電壓反饋模組120後和一固定閾值電壓比較，然後再和脈衝給定信號疊加後輸出輸入給定信號，使得手工焊機電源的輸出電流為一受控紋波電流。用這樣的電流進行手弧焊，其動特性良好，引弧容易，飛濺小，操作時電弧柔和，富有彈性，焊縫成形更好。
參見圖6，為《手弧焊電源波形控制方法及其電路》一實施例的手弧焊電源波形控制電路的電路示意圖。如圖所示，電壓反饋模組120包括前濾波電路、隔離電路和後濾波電路，該前濾波電路的輸入端輸入輸出電壓，輸出端連線隔離電路的輸入端，隔離電路的輸出端連線後濾波電路的輸入端，後濾波電路的輸出端連線電壓比較模組130的輸入端。該前濾波電路包括第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5和第一電容C1，隔離電路包括線性光耦合器IC2，後濾波電路包括第六電阻R6和第二電容C2。後濾波模組包括第六電阻R6和第二電容C2。電壓比較模組140包括運算放大器IC1、第一電阻R1和第二電阻R2，還可以包括二極體D。
第一電容C1分別通過第三電阻R3和第四電阻R4連線在輸出電壓的兩端，然後經過第五電阻R5連線線性耦合器IC2的輸入端。線性耦合器IC2的輸出端集電極輸入電源電壓Vcc，發射極連線運算放大器IC1的反相輸入端。第六電阻R6和第二電容C2並聯，一端連線線性耦合器IC2的輸出端的發射極，另一端接地。第一電阻R1的一端輸入電源電壓Vcc，另一端連線運算放大器IC1的同相輸入端，第二電阻R2的一端接地，另一端也連線運算放大器IC1的同相輸入端。運算放大器IC1的輸出端連線二極體D的正極，二極體D的負極輸出推力給定信號。
脈衝信號模組的輸出端連線第八電阻R8，直流信號模組的輸出端連線第九電阻R9後連線在一起作為脈衝給定信號模組的輸出端，輸出脈衝給定信號，二極體D的負極連線第七電阻R7後和該脈衝給定信號的輸入端連線，輸出輸入給定信號，提供給手弧焊電源作為輸出電流的設定信號。
這樣，前濾波電路可以起到對輸出電壓濾波限流的作用，從而得到一個合適的電壓反饋信號，而隔離電路和後濾波電路可以使得電壓反饋信號更加穩定。通過運算放大器實現電壓反饋信號和固定閾值電壓的比較，簡單便捷。並且該固定閾值電壓是通過第一電阻和第二電阻的分壓所得，所以可以通過調整第一電阻和第二電阻的阻值而確定該固定閾值電壓，比較靈活方便。通過調整第七電阻、第八電阻和第九電阻的阻值，可以調節推力給定信號、脈衝信號以及直流信號的疊加比例，以達到理想的輸出電流設定。
在其中一個實施例中，該脈衝信號模組為單片機，脈衝信號由單片機的定時器實現，從而使得電路更加簡潔，緊湊。當然該脈衝信號也可以由合適的脈衝產生電路實現。
榮譽表彰
2020年7月14日，《手弧焊電源波形控制方法及其電路》獲得第二十一屆中國專利獎優秀獎。
