基于ICE2PCS05高功率因数校正电路的设计

以单相Boost有源功率因数校正电路为研究对象,分析有源功率因数校正技术的基本原理及其分类,并对每一类型电路的拓扑结构、工作特点及工作方式进行比较。逆变焊机输入整流电路中的滤波电容是导致输入电流波形畸变的原因所在,产生高次谐波,并降低电源的功率因数。基于新型功率因数校正芯片ICE2PCS05,设计一款功率为300 W,输出为400 V的高功率因数校正电路,详细分析该电路的工作原理、升压电感、电容、功率开关管、二极管、开关频率和ICE2PCS05外围电路等部分参数的设计方式,并给出其测试结果。实验结果表明,该设计电路合理可行、输入电流畸变小,输出电压恒定,可获得高功率因数。     

基于Boost变换器的ZVT软开关三相APFC仿真研究

随着对电网电能质量的要求日益严格,提高输入功率因数、减少谐波电流污染已成为逆变式开关电源的重要性能指标。首先从理论上分析了将单相有源功率因数校正(APFC)技术应用于逆变式等离子弧切割电源三相整流、电容滤波电路的可行性和优势;然后针对APFC电路的功率器件开关损耗,研究了零压过渡(ZVT)软开关APFC电路的负载适应性。对基于升压变换器(Boost Converter)的ZVT软开关三相APFC电路的应用环境和工作模态进行了详细分析,指出采用非连续导通模式的合理性。采用PSpice软件对APFC电路进行了仿真研究,给出了不同输出功率下的电源输入和功率器件的电压电流仿真波形。研究结果表明,采用非连续导通模式的APFC电路可实现全负载范围的功率器件ZVT软开关,电源系统的输入功率因数可提高至0.94以上,有效改善了输入电流波形,谐波电流污染大幅降低。     

有源功率因数校正技术研究

介绍了有源功率因数校正电路的三种boost拓扑方案——硬开关、无源软开关和有源软开关,并采用三种拓扑分别研制了4 kW功率因数校正装置,对三种拓扑方案做了效率、谐波畸变率、功率因数、EMI测试,对比分析测试结果,总结了各自的优缺点,对三种拓扑的适用场合给出了建议。将研究的有源功率因数校正装置应用于单相逆变焊接电源,并在实际焊接情况下对电源进行了输入性能测试,结果表明所测装置性能良好,整个焊接过程中输入电流连续变化,呈正弦波状,能够跟随负载的波动实时响应,完全达到了功率因素校正的目的。     

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。     

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.     

软开关弧焊电源的设计及参数选择(I)

根据新型LCL谐振软开关弧焊逆变电源主电路原理，对这种弧焊电源进行了设计，并对电路中主要参数予以了确定。其内容包括：逆变电源输出电流Io及空载电压的计算、串联谐振电感La、电容Ca的参数选择、IGBT缓冲电容的参数选择。根据设计的电源参数，对研制的焊接电源进行试验。试验表明，该电源能够较好地实现软开关。从而证明该设计是合理的、有效的。     

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。     

全桥谐振软开关弧焊逆变器主电路仿真分析

采用饱和电感式全桥谐振软开关技术,设计了逆变电路、中频变压器和输出滤波电感组合电路。采用仿真分析的方法,研究开关管的损耗及输出负载波形。通过仿真分析可知,软开关技术能够提高效率,节约能源;中频变压器和滤波电感的组合使得输出负载波形平滑稳定。     

软开关弧焊电源的设计及参数选择(II)

在介绍新型LCL(混合谐振结构)谐振软开关弧焊逆变电源主电路原理的基础上,对这种弧焊电源进行了设计,并对电路中主要参数予以了确定。其内容包括并联电感Lp及变压器初级电容Cp的计算、变压器变比及其最大占空比的确定。根据设计的电源参数,对研制的焊接电源进行试验。试验表明,该电源能够较好地实现软开关。从而证明该设计是合理的、有效的。     

软开关弧焊电源的设计及参数选择(Ⅱ)

在介绍新型LCL(混合谐振结构)谐振软开关弧焊逆变电源主电路原理的基础上,对这种弧焊电源进行了设计,并对电路中主要参数予以了确定.其内容包括并联电感Lp及变压器初级电容Cp的计算、变压器变比及其最大占空比的确定.根据设计的电源参数,对研制的焊接电源进行试验.试验表明,该电源能够较好地实现软开关.从而证明该设计是合理的、有效的.     

软开关弧焊电源的设计及参数选择(I)

根据新型LCL谐振软开关弧焊逆变电源主电路原理,对这种弧焊电源进行了设计,并对电路中主要参数予以了确定。其内容包括:逆变电源输出电流Io及空载电压的计算、串联谐振电感Ls、电容Cs的参数选择、IGBT缓冲电容的参数选择。根据设计的电源参数,对研制的焊接电源进行试验。试验表明,该电源能够较好地实现软开关。从而证明该设计是合理的、有效的。     

变极性TIG焊接电弧稳定性分析

通过对变极性TIG焊接电弧稳定性试验研究,发现小电流电弧极性切换时容易引起熄弧.同时,电弧等效电阻的变化导致严重的换向冲击.原因是:电路的等效电容、电感引起小电流换向速度慢,电弧等效电阻变小引起换向冲击.通过二次主电路加耦合电感,以及在电弧极性切换时,采用变参数PI控制与超前控制的软件控制策略,有效解决了变极性TIG焊...     

新型LCL谐振软开关弧焊逆变电源主电路数学建模

介绍了新型LCL谐振软开关逆变弧焊电源主电路与基本LCL型的区别，建立了新型LCL谐振逆变弧焊电源主电路稳态数学模型，并运用了Matlab进行了数值求解，将数学模型的计算结果与试验结果做对比，从而验证了数学模型的正确性。这种弧焊电源不仅具有串联谐振在整个负载范围内效率高的特点，而且拓宽了软开关的范围。解决了占空比丢失的问题。     

螺栓轴向压力超声检测中声时测量的EDA仿真原理

基于超声波激励螺栓产生受迫振动的振动方程与RLC电路微分方程的一致性,建立了电路参数中电感、电容、电阻与超声波传播过程中螺栓的质量、力顺、力阻的一一对应关系,将影响螺栓中声时测量的力学量等效为电路参量。在此基础上,利用EDA（电子设计自动化）仿真软件,分析了电路参数的变化对声时的影响,拟合了电阻、电容与声时差的关系式。EDA仿真得出的电阻、电容对声时的影响规律与实例测量结果自洽,说明了通过EDA仿真的方法研究声时测量的可行性。     

软开关CO2波控逆变电源的设计及研制

系统分析了移相全桥软开关换流控制原理，提出了采用饱和电感、隔直电容，充分利用励磁能量实现软开关的电路拓扑。针对CO2焊的特点，使用单片机进行波形控制，从而减少了焊接飞溅，保证焊缝成形美观。