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     

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。     

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.     

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。     

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。     

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。     

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。     

电流模式零电压零电流开关TIG焊机的研制

研制了电流模式零电压零电流开关TIG焊机，其超前臂实现了零电压开关，滞后臂实现了零电流开关。采用峰值电流模式双闭环控制，其内环控制每个开关周期IGBT集电极的峰值电流，实现自动纠正偏磁，并大大提高了系统响应速度；外环控制焊机输出的平均电流。计算机仿真和实验结果表明，该焊机能在全负载范围内实现软开关。     

超音频脉冲电源及其与焊接电源的并联耦合

研发了用于复合型超音频脉冲电弧焊接的超音频脉冲电源,其输出脉冲电流的频率和幅值可独立调节和准确控制,并提出了“并联+辅助网络”耦合方式.在建立输出脉冲电流控制模型的基础上,构建了包含降压变换器、全桥变换器和高频耦合变压器的超音频脉冲电源功率变换电路;脉冲电流频率的调节通过改变全桥变换器的开关频率实现,脉冲电流幅值采用对降压变换器的输出电压幅值和全桥变换器的输出电压占空比进行两级反馈控制,以保证其准确性和稳定性.结果表明,超音频脉冲电流的频率和幅值调节快速、准确、稳定,与焊接电弧具有良好的耦合效果.     

谐振式软开关弧焊逆变电源

研制的谐振式软开关弧焊逆变电源，主电路采用新型LCL结构，控制系统选用恒频移相调脉宽控制方案。介绍了此种弧焊电源的主电路原理，对其工作过程进行了分析。通过仿真及试验对比得出：新型LCL主电路能充分地利用变压器漏感，并能消除占空比丢失；还介绍了系统基本结构、电路及其工作原理，主要包括UC3875电路设置、电弧电压电流反馈电路、IGBT驱动电路；对研制的电源进行了调试及工艺试验。结果表明，焊机工作稳定，控制电路工作性能稳定可靠，具有良好的抗干扰能力，而且软开关范围宽，比较适合于钨极氩弧焊电源。     

Application research on ZVZCS full-bridge converter technique

0IntroductionFull-bridge inverter circuit is an ideal structure in thewelding power supply.In the past,the full bridge topologyoften manipulated load resonant with frequency modulationor ZVS phase-shifting full bridge soft switching technology.The former …     

单片机控制MAG焊逆变电源设计

开发了基于单片机控制的MAG焊逆变电源,并介绍其控制原理及软硬件组成。采用IGBT全桥主电路拓扑结构,设计了MAG焊逆变电源的主电路。选用PIC16F877单片机为：控制核心,设计了MAG焊逆变电源的控制电路,包括逆变电源系统的反馈电压、电流的采集,控制量的输出以及数字量的输入、输出。此外,还设计了数字化脉宽调制送丝系统。     

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.     

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。     

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。     

A digital controlled alternating electromagnetic stirring generator based on dual inverter structure

A digital controlled alternating electromagnetic stirring generator is proposed in this paper. The main circuit of the generator makes use of dual inverter structure among which the former inverter uses full bridge zero voltage switching topology and the latter inverter uses full bridge inverter circuit. To improve the dynamic response performance, the inverting frequency of the former inverter is as high as 100kHz. The Cortex-M3 kernel based ARM microcontroller LM3S818 is adopted as the cybernetics core of the digital control system to achieve accurate, stable and flexible control of the generator. All the PWM signals for the former and latter inverters are generated by the LM3S818 directly. The constant current characteristic of the former inverter is obtained through current close-loop feedback control, and can ensure the operation safety when the output current waveform is at zero crossing point. Both simulation and experiment results show that the proposed generator is with such advantages as wide soft-switching range, perfect control accuracy and flexible waveform modulation, and can fulfill the requirements of electromagnetic stirring process.     

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.     

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。     

全桥式逆变电路抗单向偏磁自动调节保护电路

本文提出了全桥式逆变电路抗单向偏磁自动调节保护电路。该电路通过提取变压器承受的双向电压信号和工作磁通信号以及实时进行闭环反馈控制,保证了全桥式逆变焊接电源的变压器正反向工作磁通相等,从而解决了全桥电路的不平衡问题。     

弧焊逆变电源动态快速反馈控制

在基于输出电流平均建立弧焊逆变电源开环传递函数,通过ＰＩ闭环反馈控制实现恒值输出的基础上,应用输出电感动态快速反降低焊动态过程对电源的输出电流冲击,实现了控制模式的优化。实践证明该模式合理,有效,保证了弧焊逆变电源工作的稳定和可靠性。