双零软开关逆变主电路的参数优化设计

为了克服硬开关式逆变弧焊电源存在的开关损耗大以及过流、过压等影响,本文建立了双零软开关逆变主电路,并分析了其工作原理;利用MTALAB r2006a软件建立了双零软开关电路的系统仿真模型,本文还对实现超前臂的零电压开通和滞后臂的零电流关断的关键参数进行了优化,获得了一套实现超前臂零电压开通、滞后臂零电流关断的系统参数,指导了实际电路的搭建。     

零压软开关逆变式弧焊电源的工作状态分析与试验研究

通过对零压软开关逆变式弧焊电源的工作状态进行分析和试验研究,确定了影响电路软开关特性的主要参数,在此基础上,研制出额定额输出电流为２５０Ａ的手工电弧焊机,在较宽负载范围内实现了功率器件的零压软开关。     

基于DSP的数字化软开关弧焊电源

设计了基于DSP的数字化IGBT软开关弧焊电源,给出了移相式双零软开关PWM全桥逆变数字主电路和以DSP为控制核心的数字化控制系统的设计方法。移相全桥软开关PWM变换器结合了PWM技术和软开关技术的优点;数字化闭环控制系统以DSP为控制核心,采用PI控制算法,用软件的方法实现电源特性控制、焊接参数的调整控制等。     

基于DSP的软开关逆变弧焊电源的设计

给出了软开关逆变弧焊电源的主电路和数字化控制电路的设计方法.对比了逆变弧焊电源两种常用的软开关技术,在综合分析两种技术优缺点的基础上选择了ZVZCS,并就ZVZCS工作原理进行了阐述,给出了其主电路参数的设计方法.控制电路采用基于DSP的数字化控制系统,详细给出了移相PWM的实现原理和控制系统的软件流程图.根据以上原理试制了一台逆变弧焊电源,实验结果证明了设计原理的有效性和可行性.     

一种带LCL滤波的双丝弧焊电源EMC设计

为了抑制逆变双丝弧焊电源与电网之间的谐波干扰,提高逆变电源的工作稳定性,提出一种软开关与LCL滤波器相结合的逆变弧焊电源主电路,提高系统的电磁兼容性. 通过采用软开关逆变拓扑结构,减小功率器件开关应力,抑制谐波幅值,提高逆变电源工作稳定性. 通过在电源输入侧设计三相LCL滤波器,降低电网谐波对逆变电源影响,同时减少功率器件开关对电网造成谐波干扰. 针对LCL滤波器存在的谐振问题,通过采用滤波电容串联电阻的方法,有效抑制了谐振的发生,保证系统的稳定运行. 对ZVZCS软开关和LCL滤波器进行了理论分析和软件仿真. 结果表明,通过LCL滤波器与软开关电源配合,逆变电源工作稳定性提高,对电网谐波干扰降低,此设计使系统电磁兼容性得到提高.     

新型半桥式零电流转换PWM逆变弧焊电源的研究

IGBT在关断时存在电流拖尾现象,限制了开关频率的进一步提高。为了解决这一问题．提出了一种新型的半桥式零电流变换器．在该变换器中,IGBT开关时工作在零电流状态．可大大减小开关损耗,提高开关频率。将零电流转换技术应用于半桥式逆变弧焊电源中．详细分析了其工作原理。最后．研制出了最大输出电流为160A,最大输出功率为5．2kW的逆变弧焊电源。     

逆变式交流方波弧焊电源新型控制策略研究

针对目前逆变弧焊电源电能损耗大、外特性控制困难等问题,设计了一种新型交流方波弧焊电源.使用零电压开关逆变器作为控制系统的核心.针对开关器件的时变、非线性特征,采用模糊预测控制算法使逆变电源输出电流、电压快速变化并保持稳定.将零电压软开关技术应用于逆变主电路当中,使IGBT的开关损耗减少,延长了使用寿命,提高了电能利用率;针对系统的非线性特征,将模糊控制和预测控制相结合,具有良好的控制效果.仿真结果表明,该控制系统具有较好的稳态精度和动态性能,提高了逆变电源的工作效率.     

单端正激式零电压转换逆变弧焊电源的研究

针对现在单相小型逆变孤焊电源存在开关管开通和关断损耗大、可靠性低等问题,进行了分析研究,提出了零电压转换(ZVT)正激式变换器.试验证明,该弧焊电源可以使主开关管IGBT在从极小负载到极大负载范围内实现零电压关断,零开关范围非常大,不受负载的影响.这种模式的零电压开关能使变换装置小型化和轻量化的程度加大,非常适用于中、小功率弧焊电源.     

逆变式弧焊电源软开关APFC装置的研制

采用零电压功率因数校正（ＰＦＣ）集成电路ＵＣ３８５５芯片研制出一种用于逆变式弧焊电源的软开关ＡＰＦＣ装置。通过对主电路进行仿真及采用示波器ＴＤ３４０分析得出,该装置减少了主电路开关管的开关损耗,同时改善了弧焊逆为电源的输入电流波形,将电源功率因数由原来的０．６７９提高至０．９９９。     

基于TM320LF2812的数字化变极性钨极氩弧焊电源

设计了基于TMS320LF2812的数字化变极性钨极氩弧焊电源,该电源采用IGBT双逆变技术,一次逆变采用移相式软开关零电压、零电流PWM全桥电路(FB-ZCZVS-PWM)实现恒流闭环控制;二次逆变采用耦合电感型半桥逆变拓扑实现极性转换,设定特定的换向电流值使电源系统具有较宽的输出电流调节范围,兼顾了小电流焊接情况下的电弧稳定性和大电流焊接情况下二次逆变电路中IGBT的安全性.焊接试验结果表明,电源输出电流调节范围宽,焊接电弧稳定,焊缝成形优良、美观.     

双零软开关弧焊逆变电源

全桥零压零流脉宽调制变换器在全桥零电压脉宽调制变换器中增加一隔直电容，使原边电流在箝位续流时段很快的衰减到零并保持，固定臂的功率器悠扬是零电流开关，移相臂的功率器件是零电压开关。这关，这样，一方面使具有关断拖尾电流特性的IGBT可以很容易的用到全桥软开头变换器中，另一方面大大减少了变换器的附加环路能量，同时具有小的占空比损失，低的副边寄生振荡和宽的软开关切换的负负载范围等优点。最后，采用上述研究成果研制了一台10kW级采用FB-ZVZCS-PWM变换器的软开关弧焊逆变电源样机，温升试验表明，研制的软开关焊机的温升比同类型的硬开关焊机的温升低近20℃，大大减少了焊机的开关损耗，同时，由于焊机的功率元件是零开关，大大减少了器件的电压，电流应力，使弧焊逆变电源的可靠性得以大幅度提高。     

基于移相全桥ZVS-PWM变极性焊接电源的设计

针对提高变极性焊接电源的整机效率和可靠性,设计了基于移相软开关变换的变极性焊接电源.电源一次逆变采用移相软开关控制,并结合具体的变换过程,给出了实现零电压软开关变换的参数设计.一次逆变输出经过全桥硬开关二次逆变以及前后极的协调控制,实现占空比和正负半波幅值独立调节的变极性输出特性.运用PSICE对系统电路进行仿真分析,通过仿真结果得出实现软开关变换的条件以及该电路拓扑结构的缺点,验证了一次逆变桥在一定工作范围内,能够可靠地实现零电压软开关变换.     

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.     

具有全遥控功能的逆变MAG/CO2焊机

针对国内使用的MAG/CO2焊机普遍缺乏全面的遥控功能,就如何用最简单、可靠的方法实现焊机功能的全面遥控提出了自己的见解和具体解决方案,同时介绍了NB-500L全遥控逆变MAG/CO2焊机的工作原理和设计思路,分析了软开关逆变电路的工作原理和NB-500L焊机电弧特性控制的设计方案,并已经付诸实施.     

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.     

基于模糊-峰值控制模式的软开关弧焊逆变器

提出了一种采用饱和电感拓宽零电压软开关范围的新型电路拓扑，论述为其设计的模糊一峰值双闭环恒流控制模式的工作原理，并成功地将它和移相控制软开关技术相融合，成功研制的新型软开关弧焊逆变器动态响应速度快，静态设置精度高，实现了全范围软开关。     

采用饱和谐振电感的软开关弧焊逆变电源

本文介绍了软开关弧焊逆变电源采用饱和电感实现零电压切换技术，降低了功率器件的开关损耗，提高了电源的可靠性。     

一种零电压零电流倍流整流弧焊逆变器

采用移相控制和倍流整流技术,实现零电压零电流开关全桥变换和整流二极管软开关弧焊逆变器.其中超前桥臂实现零电压开通,滞后桥臂实现零电流关断,副边整流二极管,实现零电流自然关断,整个弧焊逆变器所有的功率器件都工作在软开关状态.降低了功率器件的应力与开关损耗,降低了干扰,提高了弧焊逆变器的电磁兼容性能力,特别适合大功率场合;并且可以进一步提高开关频率,加快系统动态响应能力.文中还简单讨论了软开关范围和参数的关系.在此基础上,制作2 kW弧焊逆变器,结果表明,该弧焊逆变器的良好性能.     

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。     

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。