低壓無阻恆流切割控制電源的製作方法
2024-03-25 14:33:05
本實用新型涉及切割機用電源技術領域，具體為低壓無阻恆流切割控制電源。
背景技術：
現有線切割電源為了避免工件和鉬絲拉弧，採用高電壓加工（直流80-120V）；為了防止高頻脈衝電流過大，需要在功率極採用電阻限流或使用線圈電感或電容組儲能，現有技術包含高頻振蕩、限流處理。高頻振蕩產生用於切割的高頻脈衝，限流處理是為了防止過大的電流燒損鉬絲和其他電子元件。限流處理的方法很多，最簡單的就是在功率級使用電阻限流；也有採用脈衝調製、循環控制多個功率管處於線性區實現限流；功率級採用電阻限流的做法，使得大量的電源能量浪費在電阻發熱上，同時也不利於穩定切割加工、切割效率偏低、鉬絲損耗偏高，通過脈衝數位訊號控制功率管工作於線性區，由於功率管的線性區較小，因而輸出的切割脈衝寬度偏小，在大厚度工件切割時就很難有效工作；同時由於輸出的電流是受輸入信號的控制，當切割所需的電流（由電離通道的內阻決定的電流）大於輸出電流時，電壓波形就會畸變，造成切割工件的表面質量偏差。當電源短路時，雖然輸出電流得到了控制，但由於全部電壓都施加在功率管上，會使功率管瞬間飽和，極易損壞功率管或使功率管的溫度迅速上升。
技術實現要素：
本實用新型的目的在於提供低壓無阻恆流切割控制電源，以解決上述背景技術中提出的問題。
為實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案：低壓無阻恆流切割控制電源, 包括控制電源本體，所述控制電源本體一側設有外部電源輸入埠和切割頭位置信號接收埠；所述控制電源本體另一側設有切割機控制面板信號輸入埠和高頻電源輸出埠。
優選的，所述高頻電源輸出埠內設有控制模塊，所述控制模塊包括微控制器，所述微控制器型號採用MSP430F21X2，所述微控制器VAR0端分別連接電阻A一端、電容A一端；所述微控制器VAR1端分別連接電阻B一端、電容B一端；所述微控制器VAR2端分別連接電阻C一端、電容C一端；所述微控制器VAR3端分別連接電阻D一端、電容D一端；所述微控制器CN0端分別連接電阻E一端、電容E一端；所述微控制器CN1端分別連接電阻F一端、電容F一端；所述微控制器CN2端分別連接電阻G一端、電容G一端，所述電阻A、電阻B、電阻C、電阻D、電阻E、電阻F、電阻G、電容A、電容B、電容C、電容D、電容E、電容F、電容G另一端均相連，所述電阻G另一端還分別連接電阻H、電阻K、電容H一端並接地，所述電阻H、電容H另一端分別連接電阻I、電阻J一端，所述電阻J另一端連接電阻K另一端，所述電阻I另一端分別連接電容I一端、電阻M一端，所述電阻M另一端分別連接電阻L一端、電容I另一端，所述電阻L另一端連接插口二腳，所述插口二腳連接微控制器RST端，所述插口一腳連接微控制器GND端，所述插口三腳連接微控制器TEST端，所述插口四腳連接微控制器DVCC端，所述插口五腳連接微控制器CN2端，所述插口六腳連接微控制器CURRENT_DET端。
優選的，還包括迴路電阻測試晶片A-迴路電阻測試晶片H，所述迴路電阻測試晶片A的DGND端接地，所述迴路電阻測試晶片A的IN端通過電阻N連接微控制器的CH1端，所述迴路電阻測試晶片A的VCC端和DG端均懸空，所述迴路電阻測試晶片A的OUT端分別連接二極體A正極和電阻P一端，所述電阻P另一端分別連接電阻O一端、二極體B正極並接地，所述電阻O另一端分別連接二極體A負極、二極體B負極；所述迴路電阻測試晶片B的DGND端接地，所述迴路電阻測試晶片B的IN端通過電阻Q連接微控制器的CH2端，所述迴路電阻測試晶片B的VCC端和DG端均懸空，所述迴路電阻測試晶片B的OUT端分別連接二極體C正極和電阻R一端，所述電阻R另一端接地，所述二極體C負極連接微控制器OUT端；所述迴路電阻測試晶片C的DGND端接地，所述迴路電阻測試晶片C的IN端通過電阻S連接微控制器的CH3端，所述迴路電阻測試晶片C的VCC端和DG端均懸空，所述迴路電阻測試晶片C的OUT端分別連接二極體D正極和電阻T一端，所述電阻T另一端接地，所述二極體D負極連接微控制器OUT端；所述迴路電阻測試晶片D的DGND端接地，所述迴路電阻測試晶片D的IN端通過電阻U連接微控制器的CH4端，所述迴路電阻測試晶片D的VCC端和DG端均懸空，所述迴路電阻測試晶片D的OUT端分別連接二極體E正極和電阻V一端，所述電阻V另一端接地，所述二極體E負極連接微控制器OUT端；所述迴路電阻測試晶片E的DGND端接地，所述迴路電阻測試晶片E的IN端通過電阻W連接微控制器的CH5端，所述迴路電阻測試晶片E的VCC端和DG端均懸空，所述迴路電阻測試晶片E的OUT端分別連接二極體F正極和電阻X一端，所述電阻X另一端接地，所述二極體F負極連接微控制器OUT端；所述迴路電阻測試晶片F的DGND端接地，所述迴路電阻測試晶片F的IN端通過電阻Y連接微控制器的CH6端，所述迴路電阻測試晶片F的VCC端和DG端均懸空，所述迴路電阻測試晶片F的OUT端分別連接二極體G正極和電阻Z一端，所述電阻Z另一端接地，所述二極體G負極連接微控制器OUT端；所述迴路電阻測試晶片G的DGND端接地，所述迴路電阻測試晶片G的IN端通過電阻AA連接微控制器的CH7端，所述迴路電阻測試晶片G的DG端懸空，所述迴路電阻測試晶片G的OUT端分別連接二極體H正極和電阻BB一端，所述電阻BB另一端接地，所述二極體H負極連接微控制器OUT端；所述迴路電阻測試晶片H的DGND端接地，所述迴路電阻測試晶片H的IN端通過電阻CC連接微控制器的CH8端，所述迴路電阻測試晶片H的DG端懸空，所述迴路電阻測試晶片H的OUT端分別連接二極體I正極和電阻DD一端，所述電阻DD另一端接地，所述二極體I負極連接微控制器OUT端，所述迴路電阻測試晶片G的VCC端與迴路電阻測試晶片H的VCC端之間接入電容J。
與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：
（1）本實用新型結構原理簡單，能夠控制電流，省掉傳統的電阻；同時能夠限制峰值電流，提高單位電流利用率；另外還能穩定切割工件，提高工件切割質量，本實用新型還適合在低壓環境下工作。
（2）本實用新型中沒有限流電阻和功率級儲能元件，極大地減少了熱量的產生和降低了能耗。
（3）本實用新型能夠保持放電電壓恆定，脈衝寬度恆定，正常切割時，切割需要多少電流就提供多少電流以實現恆流切割；當輸出短路時，輸出額定短路電流，維持加工和設備的穩定性；輸出恆流的特性保證了電源切割的有效性和提高了電源能量的利用率。
附圖說明
圖1為本實用新型結構示意圖；
圖2為本實用新型的控制模塊控制原理圖；
圖3為迴路電阻測試晶片1d原理圖；圖4為迴路電阻測試晶片2d原理圖；圖5為迴路電阻測試晶片3d原理圖；圖6為迴路電阻測試晶片4d原理圖；圖7為迴路電阻測試晶片5d原理圖；圖8為迴路電阻測試晶片6d原理圖；圖9為迴路電阻測試晶片7d、迴路電阻測試晶片8d連接原理圖。
圖中：1、控制電源本體；2、外部電源輸入埠3、切割頭位置信號接收埠；4、切割機控制面板信號輸入埠；5、高頻電源輸出埠；6、微控制器；7、插口；71、一腳；72、二腳；73、三腳；74、四腳；75、五腳；76、六腳；1a、電阻A；2a、電阻B；3a、電阻C；4a、電阻D；5a、電阻E；6a、電阻F；7a、電阻G；8a、電阻H；9a、電阻I；10a、電阻J；11a、電阻K；12a、電阻L；13a、電阻M；14a、電阻N；15a、電阻O；16a、電阻P；17a、電阻Q；18a、電阻R；19a、電阻S；20a、電阻T；21a、電阻U；22a、電阻V；23a、電阻W；24a、電阻X；25a、電阻Y；26a、電阻Z；27a、電阻AA；28a、電阻BB；29a、電阻CC；30a、電阻DD；1b、電容A；2b、電容B; 3b、電容C; 4b、電容D; 5b、電容E；6b、電容F; 7b、電容G; 8b、電容H; 9b、電容I;10b、電容J; 1c、二極體A；2c、二極體B；3c、二極體C；4c、二極體D；5c、二極體E；6c、二極體F；7c、二極體G；8c、二極體H；9c、二極體I; 1d、迴路電阻測試晶片A；2d、迴路電阻測試晶片B；3d、迴路電阻測試晶片C；4d、迴路電阻測試晶片D；5d、迴路電阻測試晶片E；6d、迴路電阻測試晶片F；7d、迴路電阻測試晶片G；8d、迴路電阻測試晶片H；9d、迴路電阻測試晶片I。
具體實施方式
下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。
請參閱圖1-3，本實用新型提供一種技術方案：低壓無阻恆流切割控制電源, 包括控制電源本體1，控制電源本體1一側設有外部電源輸入埠2和切割頭位置信號接收埠3；控制電源本體1另一側設有切割機控制面板信號輸入埠4和高頻電源輸出埠5。
本實施例中，高頻電源輸出埠5內設有控制模塊，控制模塊包括微控制器6，微控制器6型號採用MSP430F21X2，微控制器6 VAR0端分別連接電阻A 1a一端、電容A 1b一端；微控制器6 VAR1端分別連接電阻B 2a一端、電容B 2b一端；微控制器6 VAR2端分別連接電阻C 3a一端、電容C 3b一端；微控制器6 VAR3端分別連接電阻D 4a一端、電容D 4b一端；微控制器6 CN0端分別連接電阻E 5a一端、電容E 5b一端；微控制器6 CN1端分別連接電阻F 6a一端、電容F 6b一端；微控制器6 CN2端分別連接電阻G 7a一端、電容G 7b一端，所述電阻A 1a、電阻B 2a、電阻C 3a、電阻D 4a、電阻E 5a、電阻F 6a、電阻G 7a、電容A 1b、電容B 2b、電容C 3b、電容D 4b、電容E 5b、電容F 6b、電容G 7b另一端均相連，電阻G 7a另一端還分別連接電阻H 8a、電阻K 11a、電容H 8b一端並接地，電阻H 8a、電容H 8b另一端分別連接電阻I 9a、電阻J 10a一端，電阻J 10a另一端連接電阻K 11a另一端，電阻I 9a另一端分別連接電容I 9b一端、電阻M 13a一端，所述電阻M 13a另一端分別連接電阻L 12a一端、電容I 9b另一端，電阻L 12a另一端連接插口7二腳72，插口7二腳72連接微控制器6 RST端，插口7一腳71連接微控制器6 GND端，插口7三腳73連接微控制器6 TEST端，插口7四腳74連接微控制器6 DVCC端，插口7五腳75連接微控制器6 CN2端，插口7六腳76連接微控制器6 CURRENT_DET端。
本實施例中，還包括迴路電阻測試晶片A1d-迴路電阻測試晶片H8d，迴路電阻測試晶片A 1d的DGND端接地，迴路電阻測試晶片A 1d的IN端通過電阻N 14a連接微控制器6的CH1端，迴路電阻測試晶片A 1d的VCC端和DG端均懸空，迴路電阻測試晶片A 1d的OUT端分別連接二極體A 1c正極和電阻P 16a一端，電阻P 16a另一端分別連接電阻O 15a一端、二極體B 2c正極並接地，電阻O 15a另一端分別連接二極體A 1c負極、二極體B 2c負極；迴路電阻測試晶片B 2d的DGND端接地，迴路電阻測試晶片B 2d的IN端通過電阻Q 17a連接微控制器6的CH2端，迴路電阻測試晶片B 2d的VCC端和DG端均懸空，迴路電阻測試晶片B 2d的OUT端分別連接二極體C 3c正極和電阻R 18a一端，電阻R 18a另一端接地，二極體C 3c負極連接微控制器6 OUT端；迴路電阻測試晶片C 3d的DGND端接地，迴路電阻測試晶片C 3d的IN端通過電阻S 19a連接微控制器6的CH3端，迴路電阻測試晶片C 3d的VCC端和DG端均懸空，迴路電阻測試晶片C 3d的OUT端分別連接二極體D 4c正極和電阻T 20a一端，電阻T 20a另一端接地，二極體D 4c負極連接微控制器6 OUT端；迴路電阻測試晶片D 4d的DGND端接地，迴路電阻測試晶片D 4d的IN端通過電阻U 21a連接微控制器6的CH4端，迴路電阻測試晶片D 4d的VCC端和DG端均懸空，迴路電阻測試晶片D 4d的OUT端分別連接二極體E 5c正極和電阻V 22a一端，電阻V 22a另一端接地，二極體E 5c負極連接微控制器6 OUT端；迴路電阻測試晶片E 5d的DGND端接地，迴路電阻測試晶片E 5d的IN端通過電阻W 23a連接微控制器6的CH5端，迴路電阻測試晶片E 5d的VCC端和DG端均懸空，迴路電阻測試晶片E 5d的OUT端分別連接二極體F 6c正極和電阻X 24a一端，電阻X 24a另一端接地，二極體F 6c負極連接微控制器6 OUT端；迴路電阻測試晶片F 6d的DGND端接地，迴路電阻測試晶片F 6d的IN端通過電阻Y 25a連接微控制器6的CH6端，迴路電阻測試晶片F 6d的VCC端和DG端均懸空，迴路電阻測試晶片F 6d的OUT端分別連接二極體G 7c正極和電阻Z 26a一端，電阻Z 26a另一端接地，二極體G 7c負極連接微控制器6 OUT端；迴路電阻測試晶片G 7d的DGND端接地，迴路電阻測試晶片G 7d的IN端通過電阻AA 27a連接微控制器6的CH7端，迴路電阻測試晶片G 7d的DG端懸空，迴路電阻測試晶片G 7d的OUT端分別連接二極體H 8c正極和電阻BB 28a一端，電阻BB 28a另一端接地，二極體H 8c負極連接微控制器6 OUT端；迴路電阻測試晶片H 8d的DGND端接地，迴路電阻測試晶片H 8d的IN端通過電阻CC 29a連接微控制器6的CH8端，迴路電阻測試晶片H 8d的DG端懸空，迴路電阻測試晶片H 8d的OUT端分別連接二極體I 9c正極和電阻DD 30a一端，所述電阻DD 30a另一端接地，二極體I9c負極連接微控制器6 OUT端，迴路電阻測試晶片G 7d的VCC端與迴路電阻測試晶片H 8d的VCC端之間接入電容J 10b。
本實用新型結構原理簡單，能夠控制電流，省掉傳統的電阻；同時能夠限制峰值電流，提高單位電流利用率；另外還能穩定切割工件，提高工件切割質量，本實用新型還適合在低壓環境下工作；本實用新型中沒有限流電阻和功率級儲能元件，極大地減少了熱量的產生和降低了能耗；另外，本實用新型能夠保持放電電壓恆定，脈衝寬度恆定，正常切割時，切割需要多少電流就提供多少電流以實現恆流切割；當輸出短路時，輸出額定短路電流，維持加工和設備的穩定性；輸出恆流的特性保證了電源切割的有效性和提高了電源能量的利用率。
儘管已經示出和描述了本實用新型的實施例，對於本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本實用新型的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本實用新型的範圍由所附權利要求及其等同物限定。