拓扑参数对点焊逆变电源软开关的影响

应用Simplorer电路仿真软件，研究了新型辅助网络软开关逆变点焊电源主要电路参数变化对软开关的影响规律。结果表明，变压器漏感对超前桥臂零电压开关的作用很小，漏感值越大，滞后臂软开关范围越宽。谐振电容越大，软开关范围越窄。等效滤波电感的增加有益于扩大超前臂开关管的软开关范围，但却缩小了滞后臂开关管的软开关范围。在滞后臂辅助网络软开关点焊逆变电源中，随着辅助电感的加大，滞后臂开关管的软开关范围变窄；随着辅助电容的加大，滞后臂开关管的软开关范围变宽。     

点焊逆变电源电流增强型软开关技术研究

详细分析了采用辅助网络的电流增强型移牺控制PWM全桥软开关点焊逆变电源的工作原理通过Pspice电路仿真软件，对其主电路进行了仿真研究，并依据仿真结果构建了实验系统。仿真和实验结果表明，采用的电流增强辅助网络实现零电压开关，其作用和一次侧串联大的谐振电感相同，辅助电流随着辅助电感的增大而减小，随着辅助电容的增大而增大。辅助网络使滞后桥臂能在较宽范围内满足零电压开关务件，滞后臂功率开关管可在轻载时实现零电压开关。     

一种峰值电流控制的全桥软开关弧焊逆变器

提出一种峰值电流控制的移相全桥软开关弧焊逆变器,该逆变器的变压器初级串联隔直电容,滞后桥臂串联饱和电抗器,利用输出电感和变压器漏感储能实现超前桥臂零电压开通,隔直电容和漏感的谐振使得滞后桥臂零电流关断,饱和电抗器阻止电流的反向振荡,次级电路采用倍流整流方式,整流二极管实现自然换流.变压器次级无需中心抽头,只承担输出电流...     

一种改进的移相全桥软开关弧焊逆变器

提出一种改进的移相全桥零电压零电流(ZVZCS)弧焊逆变器,其变压器原边串接隔直电容,滞后桥臂串联饱和电抗器.利用输出电感和变压器漏感储能实现超前桥臂零电压开通,隔直电容和漏感的谐振使得滞后桥臂零电流关断,串联的饱和电抗器阻止电流的反向振荡.由于饱和电抗器单向饱和,克服常规ZVZCS变换器饱和电抗器损耗过大的缺点,特别适合在大功率场合.文中还简单讨论了其工作原理和软开关范围.最后制作3kW弧焊逆变器,试验结果验证所提出逆变器的性能.     

移相控制全桥零压零流软开关功率变换器谐振过程分析和参数设计方法

移相控制全桥软开关功率变换器广泛应用于各种电弧焊接与切割电源。针对焊接电弧的宽负载工作范围,为实现全负载范围的滞后臂功率器件软开关,对变压器一次侧串联饱和电感和隔直电容的移相控制全桥软开关功率变换器的谐振工作过程进行了深入的理论分析,提出实现滞后臂功率器件软开关的饱和电感设计准则,并对不同脉冲宽度和负载电流下的滞后臂功率器件软开关状态进行了仿真研究,验证了理论分析的正确性。在理论分析和仿真研究的基础上,给出了饱和电感总磁通和隔直电容大小的参数设计和选取方法。     

软开关逆变式弧焊电源的设计

软开关技术是解决逆变焊电源可靠性的核心技术。本文提出了一种新的软开关逆变焊电源的设计方案，该方案基本上可实现空载、短路、燃弧全负载范围内的软开关状态。本文分析了超前臂的关断功耗与并联电容之间的关系，串联电容及回路电感对环流期的电流变化的影响。并指出了滞后桥臂零电流关断区域，以及超前臂和滞后臂的零开通条件。在此基础上提出了引入无功电流分量解决空载及轻载时软开关失败问题的方案，以及几个主要谐振参数的设计方法。在实践中采用本方案表明，降低了开关应力及损耗，提高了整机可靠性，降低了弧焊电源的成本。     

全负载范围零压零流软开关焊接逆变电源

在对典型全桥软开关功率变换电路进行研究与分类的基础上,提出并设计分析了采用辅助谐振网络的全负载范围零压零流软开关全桥功率变换电路拓扑.通过采用死区时间自适应调节的移相控制方法,使移相控制的死区时间与受电路能量影响的谐振过程协调配合,实现了超前臂功率器件全负载范围的零压开通和效果良好的近似零压软关断.同时,针对全桥移相功率变换电路滞后臂软开通和软关断在全负载范围难以兼顾的问题,提出了零电压与零电流技术相结合的软开关实现方法,通过多种辅助措施的协调配合,实现了滞后臂功率器件全负载范围的零压开通和零压与零流相结合的软关断.     

软开关逆变器谐振过程解耦分析与参数设计

通过对移相控制全桥软开关功率变换器的超前臂并联谐振网络和变压器原边串联谐振网络解耦,从实现超前臂功率器件全负载范围零压软开关的角度,对超前臂谐振网络的工作过程进行了深入分析. 通过理论计算和电路仿真,研究了电源输出电流、谐振电感和电容对超前臂功率器件开关死区时间和损耗的影响规律. 考虑谐振电感的自身损耗,给出了谐振电感和电容参数的设计方法. 在此基础上,通过试验获得了超前臂功率器件的死区时间随输出电流变化的数据以及空载状态下的电压电流波形. 试验数据和波形与理论、仿真分析结果吻合良好.     

软开关逆变电阻点焊机主电路参数的优化及实验分析

设计了软开关逆变式电阻点焊主电路,采用带有饱和电感的全桥逆变主电路结构,利用饱和电感的特殊作用,在退出饱和时,呈现出很大的感抗,阻止了电流的进一步流动,使电流保持在零状态,为滞后臂开关管的导通与关断创造了零电流开关的条件.分析了逆变频率在软开关逆变点焊机中的作用.通过理论计算和Pspice电路仿真波形分析等方法,对主电路的主要参数进行了优化.经实验测试分析,设计的主电路参数合理,焊机性能达到设计要求.     

辅助变压器式FB-ZVZCS-PWM逆变弧焊电源

现有FB-ZVZCS-PWM软开关弧焊逆变电源采用阻断电容衰减原边环流电流所需的时间与占空比有关，占空比很小（电源输出电压很低）时滞后臂难以实现零电流开关。采用原边辅助变压器衰减原边环流电流所需的时间不受占空比影响，而与原边峰值电流成正比。文中介绍了采用原边辅助变压器、有限双极性控制的新型FB-ZVZCS-PWM软开关弧焊逆变电源实现超前臂零电压开关和滞后臂零电流开关的工作原理。计算机仿真和试验结果表明，根据最大峰值电流值设计适当的辅助变压器变比，可以在各种负载条件下实现软开关。     

电流模式控制零电压软开关弧焊逆变器

采用具有电流模式的UC3879移相控制芯片 ,研究了一种新型全桥软开关电路的拓扑结构。研究了电流模式移相控制下的驱动电路、过流检测电路和主电路变压器输出波形特点。结合大功率弧焊逆变器的设计 ,分析了领先桥臂和滞后桥臂实现零电压软开关的条件。试验表明 ,无论占空比为何值 ,当功率变压器初级电压为零时 ,初级电流基本维持最大值不变 ;领先桥臂中点电压变换期间 ,变压器初级电流基本保持最大值 ,使得领先桥臂容易实现软开关 ;由于激磁电感参与了滞后桥臂换流 ,滞后桥臂中两只IGBT也实现了零电压软开关     

Controlling the output power of soft switching arc welding inverter by two-stage continuous PWM method

The full bridge zero voltage zero current switching( FB-ZVZCS) , which could adjust the output power by keeping the duty ratio of lagging leg constant and changing the duty ratio of leading leg, was a common circuit of soft switching arc welding inverter power source. However, when the duty ratio of leading leg was reduced to zero, the output power stayed the constant value instead of becoming zero. The working status and waveforms of some major parameters were studied in this paper while the duty ratio of leading leg was zero. It was concluded that the minimum output power of soft switching inverter was related to the charging voltage of parallel capacitors, and the output power also could be reduced by reducing the duty ratio of lagging leg. A novel two-stage continuous PWM control method that could switch working-mode between full bridge and half bridge was put forward in this paper. This kind of control method could further reduce the output power of soft switching inverter in order to meet the requirement of low heat input of sheet metal welding.     

Reducing the minimum output power of soft-switching inverter arc welding power supplies

The full-bridge zero-voltage and zero-current switching inverter, which can adjust the output power by keeping the duty-cycle of lagging arm constant, changing the duty-cycle of leading arm, is a common circuit topology of soft-switching inverter arc welding power supplies. However, the output power still remains a certain value when the duty-cycle of leading arm decreases to zero. The working-mode of soft-switching inverter and the waveforms of major parameters with the condition of duty-cycle of leading arm being zero are studied in this paper. U-I characteristic experiments prove that the minimum output power of soft-switching circuit, which depends on the charged voltage of capacitors in parallel with leading arm, can be decreased by reducing the duty-cycle of lagging arm. By switching working-modes between half-bridge and full-bridge, the output power can swing from zero to the power rating.     

新型大功率软开关等离子体逆变器的研究

大功率等离子体技术正在得到广泛应用。本研究应用和发展了一种采用激磁电感,配合漏感和分布电感,实现大功率软开关的新型全桥零电压开关电路拓扑,并将其应用于大功率等离子体逆变器的研究。成功地将电流注入移相控制技术和大功率软开关技术相结合,有效地解决了变压器偏磁和功率开关器件的保护问题,研制的新型大功率软开关等离子体逆变器实现了全范围软开关。     

新型半桥软开关CO2逆变焊机

针对降低CO2逆变焊机的开关损耗、输出电压纹波以及数字化控制等问题,分析了一种在直流母线回路增加两只功率开关器件的半桥DC-DC变换器软开关工作机理.基于先进精简指令微处理器（advanced RISC machines,简称ARM）设计具有电流和电压双闭环控制策略的全数字化CO2逆变焊机.在Matlab/Simulink环境下,对新型半桥DC-DC变换器的软开关工作过程进行仿真分析.结果表明,与传统模拟控制的半桥逆变焊机相比,这种ARM控制的新型半桥软开关逆变焊机具有开关损耗低、电压纹波小、编程灵活、稳定性好等优点.     

一种全桥LLC软开关焊接电源

采用变压器的励磁电感,隔直电容,变压器的漏电感和绕制的附加电感构成全桥LLC变换电路,实现一种平特性的软开关全桥焊接电源.结果表明,在整个负载工作范围内,电路工作在两个谐振频率之间,功率开关实现零电压开通,整流二极管的实现零电流关断;整个电路可以工作在更高的开关频率,功率密度高,损耗小,效率高,特别适合在大功率场合.文中讨论了其工作原理,制作3.2 kW焊接电源,并给出试验结果.