新型变极性焊接电源二次逆变电路及其控制技术

提出了一种用于变极性焊接电源的新型半桥式二次逆变电路拓扑,它由续流耦合电感、IGBT半桥电路及其RC缓冲电路组成.该电路既能确保在极性切换过程中获得快速的焊接电流换向速度,又能够通过硬件电路本身提供足够高的再燃弧电压,用以在焊接电流过零瞬间重新引燃电弧.针对新型半桥式二次逆变电路的特点,研究了开关切换控制策略以及换向电流控制策略.结果表明,电源系统在具有良好的变极性输出性能的同时,还有硬件电路结构简单、成本低、系统效率高等优点,具有很好的产业化应用前景.     

基于SiC模块的脉冲变极性焊接电源研制

SiC功率器件具备开关速度快、开关损耗低、导通损耗小等优点,有利于进一步提升焊接电源的逆变频率、响应速度,实现电弧能量的精密化控制. 设计了一套脉冲变极性逆变焊接电源,主电路采用双逆变结构,前级高频逆变电路采用SiC模块,后级低频调制逆变电路采用绝缘栅双极型晶体管 IGBT模块;设计了SiC模块驱动电路,实现了快速短路保护及米勒钳位;设计了基于ARM的全数字化控制系统,实现了PWM (pulse width modulation)以及输出电流波形的数字化控制.研制的脉冲变极性焊接电源逆变频率达到100 kHz,额定输出电流为500 A,可实现规整的脉冲变极性波形输出.结果表明,研制的基于SiC模块的脉冲变极性焊接电源能够实现稳定的焊接流程,可通过波形参数的调整有效控制焊接热输入量,获得良好的镁合金焊缝成形.     

开关式场效应管弧焊电源的研究

本文介绍新型的开关式场效应管弧焊电源的工作原理,通过采用电流负反馈获得恒流外特性,并提出一种新颖的低压引弧电路。该电源具有良好的引弧性能和工艺性能。     

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.     

软开关弧焊逆变电源外特性的理论分析

通过分析移相全桥软开关弧焊电源工作特性,提出了基于峰值电流反馈控制软开关弧焊电源拓扑结构,运用电路分析方法把全桥弧焊电源等效为Buck模型,在不同负载条件下,Buck模型分别工作于电感电流连续方式和电感电流断续方式,运用电路知识对移相全桥零电压脉宽调制器稳态运行单周期波形图参数进行了理论计算,对模型的外特性工作点边界进行详细分析,通过分析计算证明了弧焊电源外特性形成机理,并给出一种所需外特性的实现电路.结果表明,软开关弧焊电源外特性边界曲线直接决定了焊接工艺参数的调节范围,通过不同的控制策略可以实现弧焊电源的所需外特性.     

软开关技术在逆变焊机中的实践

介绍了采用以软开关技术工作的IGBT逆变弧焊电源的工作原理、电路结构及其优点。针对弧焊电源特点分析并设计了电流控制、输出外特性、驱动电路等技术环节 ,并给出应用结果。     

熔焊设备

20092159功率因数校正技术在逆变焊机中的应用/丁坤…//电焊机.-2008,38(9):90~93对现有的功率因数校正(PFC)技术在逆变焊机中的应用情况进行了分析和比较,其电路拓扑分别以单相PFC和三相PFC进行阐述。其中单相PFC包含了BUCK降压型PFC电路拓扑、BOOST升压型PFC电路拓扑、升降压型PFC电路拓扑以及单级单相PFC电路拓扑。三相PFC包含直接并联三相PFC电路拓扑、单开关三相PFC电路拓扑、三开关三相PFC电路拓扑、六开关三相PFC电路拓扑以及三相单级PFC电路拓扑。最后概括了功率因数校正技术在逆变焊机中应用的发展趋势。图11参2220092160新型超快变换复合脉冲变极性弧焊电源拓扑/齐铂金…//焊接学报.-2008,29(11):57~60研究开发了一种超快变换复合高频脉冲方波电流变极性电源的主电路拓扑结构。整体结构分为前后两级,前级两套相互独立的直流电源分别提供基值电流和复合脉冲电流,高频直流脉冲切换电路与后级桥式电流极性变换电路共同将直流电流转换为过零无死区时间并具有多种输出波形形式的复合高频脉冲变极性方波电流,辅助并联吸收保护电路能够保证系统的可靠性和安全性。铝合金T...     

熔焊设备

20092159功率因数校正技术在逆变焊机中的应用/丁坤…//电焊机.-2008,38(9):90~93对现有的功率因数校正(PFC)技术在逆变焊机中的应用情况进行了分析和比较,其电路拓扑分别以单相PFC和三相PFC进行阐述。其中单相PFC包含了BUCK降压型PFC电路拓扑、BOOST升压型PFC电路拓扑、升降压型PFC电路拓扑以及单级单相PFC电路拓扑。三相PFC包含直接并联三相PFC电路拓扑、单开关三相PFC电路拓扑、三开关三相PFC电路拓扑、六开关三相PFC电路拓扑以及三相单级PFC电路拓扑。最后概括了功率因数校正技术在逆变焊机中应用的发展趋势。图11参2220092160新型超快变换复合脉冲变极性弧焊电源拓扑/齐铂金…//焊接学报.-2008,29(11):57~60研究开发了一种超快变换复合高频脉冲方波电流变极性电源的主电路拓扑结构。整体结构分为前后两级,前级两套相互独立的直流电源分别提供基值电流和复合脉冲电流,高频直流脉冲切换电路与后级桥式电流极性变换电路共同将直流电流转换为过零无死区时间并具有多种输出波形形式的复合高频脉冲变极性方波电流,辅助并联吸收保护电路能够保证系统的可靠性和安全性。铝合金T...     

变极性钨极氩弧焊电源主电路设计

设计的变极性钨极氩弧焊电源主电路采用输出功率较大的全桥式双逆变结构,选取绝缘栅极型晶体管IGBT为主控开关功率转换器件。对主电路组成部分涉及的元件进行了选取,并对二次逆变电路的工作过程进行了分析。对一次逆变部分的外特性进行了测试,并对实际焊接过程中的波形进行了测试分析。结果表明:该电源可获得电流频率、占空比、正负半波幅值均可独立调节的变极性波形,能够正常工作,该研究具有一定的实际应用价值。     

谐振型逆变器提高焊机工作效率

介绍谐振型开关电源主电路及其控制原理.清楚定义了零电压开关(ZVS)和零电流(ZCS)等概念.仔细分析全桥箝位准谐振、零电压开通控制的工作过程,对焊机电源电路工作者或有帮助.     

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.     

半桥有源广义软开关焊割电源的设计研究

介绍了一种新型的半桥有源软开关电路拓扑技术,该技术采用半桥主开关电路和有源辅助开关电路构成的特殊软开关电路。主开关负责传递逆变能量,辅助开关负责创造主开关和自身软开通和软关断条件。电路拓扑结构简洁明了:只需在主回路一次侧串接饱和电感,通过辅助开关并接缓冲电容,就能在包括空载在内的全负载范围内实现主开关的零电流开通、零电压关断;辅助开关的零电流/零电压开通、零电流/零电压关断。使得开关损耗小、开关器件电力应力小、节能节材。特别适合逆变式焊割电源的高频化运用,该电路拓扑技术已获得中华人民共和国知识产权局发明专利授权。     

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。     

多功能双逆变式弧焊电源的研究

本文介绍一种采用ＩＧＢＴ作为开关元件的双逆变多功能弧焊电源的基本电路结构和工作过程，并对其二次逆变器换向时电流上升速度和峰值进行了定量分析计算。实验表明：该电源可单机实现直流、交流方波、脉冲多种输出，在小电流无稳弧装置的情况下，亦可以满意地进行铝合金的交方波ＴＩＧ焊接，具有推广价值。     

IGBT及其在线切割机脉冲电源中的应用

目前 ,国内电火花线切割机脉冲电源所使用的功率电子器件一般为大功率达林顿管和ＶＭＯＳ大功率管 ,此两类器件在使用过程中各有其优势 ,但都存在不足之处。具体而言 ,大功率达林顿管在大电流工作时可以有很小的通态电阻 ,从而使其有较强的负载能力 ,也就可以减少在功放电路中使用的大功率管的数量 ,但另一个方面 ,大功率达林顿管却仍需功率激励 ,因激励不足而致使脉冲电源特性不良在维修实践中并不少见。ＶＭＯＳ大功率管具有高开关速度、电压激励和无二次击穿等优点 ,因而在电火花线切割机脉冲电源中获得广泛的应用。但普通ＶＭＯＳ管却有…     

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。     

压焊设备

高频晶体管式电阻点焊电源的研制 针对微型零件对焊接电源的特殊要求,设计了一种基于晶体管的高频开关式电阻点焊电源．提高了电阻点焊电源控制的精密性。主要介绍了电阻点焊电源的主电路结构、工作原理以及以dsPIC30F6010为核心的控制系统的设计。将电阻点焊电源的开关频率提高到100kHz,从而提高了系统的控制精度和响应速度,获得了理想的焊接电流波形。通过与其它微型零件点焊电源的电流输出特性的对比,表明该电源具有精密零件焊接的独特优势,是一种理想的精密焊接电源。     

基于三相双开关PFC变极性TIG焊接电源研究

针对变极性TIG焊接电源中一次整流部分由大电容滤波而导致的网侧输入电流的严重畸变、输入功率因数低、谐波分量大的缺点,提出了一种双开关三相四线功率因数校正拓扑电路,由于其电路简单,降低了三相PFC的复杂性,降低了制造成本,达到实用化的要求等优点,并可适用于中、大功率应用场合。     

新型超快变换复合脉冲变极性弧焊电源拓扑

研究开发了一种超快变换复合高频脉冲方波电流变极性电源的主电路拓扑结构.整体结构分为前后两级,前级两套相互独立的直流电源分别提供基值电流和复合脉冲电流,高频直流脉冲切换电路与后级桥式电流极性变换电路共同将直流电流转换为过零无死区时间并具有多种输出波形形式的复合高频脉冲变极性方波电流,辅助并联吸收保护电路能够保证系统的可靠性和安全性.铝合金TIG焊接试验结果表明,电路可输出具有快速电流上升沿和下降沿变化速率的复合高频脉冲变极性方波电流,可满足高强高效变极性电弧焊接工艺的需要.     

点焊机时间控制器

普通交流点焊机,其电流大小由变压器级数调节,通电时间由人工操纵接触开关控制,难以保证焊接质量。下面介绍一种简单实用的时间控制器,可用于75千瓦以下的交流点焊机焊接时间控制。图示为控制电路原理图,它由电源、延时电路、执行电路组成。电源电路为串联型稳压电路,输出12伏的工作电压。延时电路由单结晶体管BJ、电阻R和电容C组成。通电后,在C两端得到锯齿波电压,在电阻R_2