软开关弧焊逆变器中功率变压器的参数设计

从实现大功率弧焊逆变器的软开关换流入手,较详细地介绍了主电路中高频功率变压器的设计方法。     

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。     

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     

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.     

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。     

弧焊逆变器的综合控制

本文介绍了一种以焊接电流和电弧电压组合为反馈量，采用线性和非线性开关分段控制的弧焊逆变器综合控制系统，对其性能特点进行了分析，并用该控制系统研制了新型弧焊逆变器。     

弧焊逆变器的电子开关器件应用现状及趋势

弧焊逆变器是当前焊接电源设备发展的主流方向,而电子开关器件则是其核心之一。介绍了弧焊逆变器的基本工作原理,通过对晶闸管、晶体管、MOSFETI、GBT等传统的电子开关器件在弧焊逆变器中的应用现状分析,指出电子开关器件向大功率、模块化、高频化、全控化和多功能化的发展趋势。晶闸管、晶体管式逆变弧焊器将完全被IGBT式所代替,高频、中小容量的MOSFET式逆变器仍有一定市场,集成门极换向型晶闸管(IGCT)、电子注入增强门极晶体管(IEGT)等新型的电子开关器件将在弧焊逆变器中得到广泛应用。     

弧焊逆变器研制中的关键技术

综合介绍了国内外弧焊逆变器开发中的技术状况,分析了弧焊逆变器结构设计和智能控制方法。根据弧焊逆变器和电力电子技术的发展趋势,提出了功率开关器件和磁性材料的选用原则。从电路优化设计、元器件选配和制造工艺等方面,指出了提高弧焊逆变器可靠性的途径。本文旨在促进我国弧焊逆变器技术水平的提高。     

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.     

软开关弧焊电源主电路元器件的选择与设计

对新型软开关弧焊电源主电路元器件进行了选择,主要包括:开关元器件、变压器一次侧整流电容、变压器二次侧滤波电容、变压器一次侧串并联电容的选择和参数确定;设计了变压器、电感.据此对研制的新型软开关弧焊电源进行了实验研究,实验证明该电源工作稳定、可靠.从而说明电源主要元器件的选择和设计合理、有效.     

国外专利报道（10）

逆变焊机 1．带电源及逆变器的成套弧焊设备（美国专利，2005年）： 2．具备准共振软开关逆变器的焊机（美国专利，2005年）     

基于软开关技术的高频链并联逆变器的设计

软开关技术和并联控制技术是当今逆变器技术发展的重要方向.针对逆变器软开关技术、无连线并联技术展开相应研究,设计了基于DSP的高频链逆变电源.所设计的高频链逆变电源采用全桥全波式拓扑结构,主电路由全桥逆变部分、高频变压器、周波变换器以及输入、输出滤波部分构成,实现了逆变器的零电压零电流软开关.系统采用改进的PQ算法实现了...     

全桥移相零电流弧焊逆变器

首先对全桥零电流(FB-ZCS)开关变换器进行了详细的稳态分析——零电流(ZCS)开关变换器的超前管(或滞后管)之间有一段重叠时间,使开关管在零电流状态下开关,因而大大减小了开关损耗,据此得出了零电流开关变换器的平均模型。由变换器的平均模型建立了弧焊逆变器的系统模型,并用仿真软件(Matlab)对弧焊逆变器系统进行了仿真。由模拟示波器上输出的典型参数波形,可以看出全桥移相零电流弧焊逆变器具有良好的控制性能。采用该变换器原理试制了一台弧焊逆变器,得到了良好的效果。     

一种新型的软开关弧焊逆变器

介绍了一种新型的零电压,零电流全桥相移ＰＷＭ弧焊逆变器,其滞后臂在整个负载范围内处于零电流开关状态,克服了常规相移控制开关电路滞后臂零电压开通范围窄的缺点,文中给出了该逆变器工作原理,设计特点及试验结果。     

IGBT弧焊逆变器可靠性的研究

分析了ＩＧＢＴ弧焊逆变器的功率开关器件保护，主电路和控制电路的抗干扰，主变压顺和电抗器绕制工艺以及系统温升等问题。探讨了提高弧焊逆变器可靠性的关键技术。     

新型大功率等离子喷涂逆变器的研究

提出一种新型的采用激磁电感实现软开关的电路拓补,并将其应用到等离子喷涂逆变器的研究中,分析了大功率软开关电路关键参数的设计原则。将电流注入移相控制技术与大功率软开关等离子喷逆变器的研究结果相结合,研制成功全范围大功率软开关的等离子喷涂逆变器。     

零电压、零电流倍流整流电阻焊逆变电源

设计了一种新型的零电压、零电流倍流整流电阻焊逆变电源,采用移相控制实现零电压、零电流开关全桥变换,其中超前桥臂实现零电压开通,滞后桥臂实现零电流关断.变压器二次侧采用一种单线圈双电感双管全波整流电路,整流二极管实现零电流自然关断,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和开关损耗,提高了弧焊逆变器的...     

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。     

弧焊逆变器主电路分析

通过对IGBT为开关器件的新一代弧焊逆变器主电路的拓扑结构进行分析和研究,探讨了两种典型拓扑结构——双单端逆变器、全桥逆变器。     

大功率弧焊逆变器峰值电流控制电路设计

针对基于峰值电流控制模式的大功率软开关弧焊逆变器。讨论了其峰值电流控制电路中峰值信号（一瞬态电流信号）检测与处理，以及斜率补偿的意义及实现方法，具体设计并实现了信号的检测、处理以及斜率补偿电路。