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...     

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.     

软斩波功率控制IGBT四倍频300 kHz/50 kW焊接电源

提出了一种IGBT四倍频分时控制300kHz大功率感应焊接电源．功率调节由三相桥式不控整流电路和直流斩波电路组成,斩波电路采用有源无损缓冲Buck变换器,在较宽的负载范围内使主、副开关管和续流二极管均实现软开关．采州四组IGBT并联的逆变器,对每个IGBT进行分时控制,逆变器的工作频率是IGBT开关频率的四倍．逆变器工作在负载谐振状态,开关管工作在零电流开通和零电压关断的条件下．设计了输出300kHz／50kW的串联谐振感应焊接电源,给出了设计参数和试验波形．结果表明．采用四倍频分时控制的方法,用IGBT替代功率MOSFET制作高频大容量感应加热焊接电源成为可能．     

一种ISOP结构弧焊电源主电路的研究

提出一种可应用于弧焊电源的输入串联、输出并联(简称ISOP)结构的DC-DC变换器。该变换器采用两个全桥结构的逆变电路进行串联。因此,主电路的开关器件可选用高频特性好但耐压值较低的场效应管,可进一步提高电源的逆变频率,并降低电源的成本。电路的核心器件——高频变压器采用两一次侧两二次侧的四绕组共铁心的平面变压器,这种形式的变压器可强制使串联的两个输入滤波电容均压。逆变器的输出端采用双胞平衡电抗器做为滤波电感,确保电源两路输出电流的均衡。介绍并且分析了此变换器的均压、均流机理,最后给出了实验结果。     

双管单端正激变换器的并联组合的研究及应用

本文提出了一种以双管单端正激变换器为基本单元的并联组合型变换器。它既保留了双管单端正激变换器的可靠性高、初级开关管的电压应力小的优点，又克服了次级整流管电压应力高、等效占空比大的缺点。能有效地减小输出电压和电流的脉动率，在中、大电流输出场合得到了广泛的应用。文中给出了该组合型逆变器在400A手工弧焊机中的应用实例。     

低占空比电流模式BUCK变换器反馈补偿

分析电流模式的变换器在高输入电压和低输出电压(即低占空比)和轻载条件下的工作特点,论述电流模式的变换器由于电流检测时间延时和前沿消隐时间所决定的系统最小导通时间问题。在一定频率下,最小导通时间决定允许的最大临界输入电压。轻载时,实际输入电压接近于最大临界输入电压时,系统由电流模式进入电压模式,反馈环节的相位裕量不足,产生振荡;实际输入电压高于最大临界输入电压时,系统强迫进入跳脉冲模式的工作方式,从而产生振荡和大的输出纹波。针对轻载时进入电压模式的特点,提出输出使用电解电容的解决方案,并给出相应的测量波形和结果,同时解释了使用电解电容增加相位裕量的原因。     

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.     

软开关弧焊逆变器电路拓扑与参数的仿真设计

通过Pspice软件对FB-ZVS-PWM变换器桥臂电容与IGBT关断损耗的关系和FB-ZVZCS-PWM变换器开关过程进行了仿真分析。采用变压器一次侧辅助网络的FB-ZVZCS-PWM变换器，能利用变换器的输入电压来衰减变压器一次侧的环流电流，衰减速度可控，且不受负栽状态影响，易在全负载范围内实现超前臂零电压开关和滞后臂零电流开关。     

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。     

电压／电流／电压变换电路

某数控装置的输入信号为远距离现场传感器的电压信号。我们知道，电流传输回路由于电流恒定，可以很好地抑制外来杂散电压信号的干扰和噪声，所以远距离信号的传输需要采用电压／电流／电压变换电路。现场传感器输出的电压信号ui经电压／电流变换电路，成为具有恒流源特性的电流信号输出，而后在接收端再由电流／电压变换电路变换成电压信号W，作为数控装置的输入信号。见图1，A、乌、身为集成运放De324，S；和a为集成模拟开关CD4O66，组成发送端压控式电压／电流变换器。人及外围元件组成接收端电流／电压变换器。要求在0＜山＜此时，执…     

一种新型全桥DC/DC变换器研究

传统的移相伞桥DC/DC变换器滞后桥臂零电压开头范围窄,占空比丢失及转换效率较低,为了解决移相全桥ZVS PWM DC/DC变换器基本结构中滞后桥臂零电压开关范围窄、占空比丢失以及次级整流二级管的关断电压尖峰和振荡等问题,本文提出了一种原边带钳位二极管的移相全桥ZVS DC/DC变换器,给出了主电路结构,阐述了变换器的...     

HiPIMS电源的设计基础及研究进展EI北大核心CSCD

作为高功率脉冲磁控溅射(HiPIMS)技术的核心组成部分,HiPIMS电源在很大程度上决定着HiPIMS技术的研究进展和应用潜能。关于HiPIMS电源的研究整体上可以分为三个部分,分别是AC-DC功率变换器的研究、DC-DC功率变换器的研究以及HiPIMS功率负载的研究。其中,功率变换器是HiPIMS电源的直流供电端,技术特征依赖于脉冲电源共性技术,而功率负载部分则与HiPIMS放电模式相互影响。在综述脉冲电源的核心技术高动态响应、低输入电流纹波、高电压增益、高性能功率校正因数等研究现状的基础上,进一步总结基于HiPIMS放电特性的脉冲功率负载设计的研究现状,并展望HiPIMS电源亟待解决的关键问题,最终得出大功率HiPIMS电源需要从电力电子技术和等离子体物理技术两方面同步开展研究,指出基于真空等离子体物理特性的复合脉冲放电技术,将成为HiPIMS电源技术跳跃发展的必由之路。通过HiPIMS电源的设计基础及研究进展,为HiPIMS电源的进一步发展提供一定参考。     

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.     

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.     

一种新型直流弧焊系统设计

针对直流弧焊发电机存在耗电大、耗材多、噪声大、控制精度不高等问题,提出了一种新型的拓扑电路代替传统的直流弧焊发电机,该拓扑电路由不控整流后的电压再经过DC/DC变换器得到焊接直流电压和直流电流.分析了半桥式隔离DC/DC变换主电路和控制部分的PWM波的产生和系统的保护措施.详细介绍了参数的计算方法,并通过实验验证了电路...     

Controlling the output power of soft switching arc welding inverter by two-stage continuous PWM method

The full bridge zero voltage zero current switching( FB-ZVZCS) , which could adjust the output power by keeping the duty ratio of lagging leg constant and changing the duty ratio of leading leg, was a common circuit of soft switching arc welding inverter power source. However, when the duty ratio of leading leg was reduced to zero, the output power stayed the constant value instead of becoming zero. The working status and waveforms of some major parameters were studied in this paper while the duty ratio of leading leg was zero. It was concluded that the minimum output power of soft switching inverter was related to the charging voltage of parallel capacitors, and the output power also could be reduced by reducing the duty ratio of lagging leg. A novel two-stage continuous PWM control method that could switch working-mode between full bridge and half bridge was put forward in this paper. This kind of control method could further reduce the output power of soft switching inverter in order to meet the requirement of low heat input of sheet metal welding.     

DSP控制的飞跨电容型三电平弧焊逆变电源

三电平脉冲宽度调制(PWM)逆变器正被广泛使用,采用数字控制能提高逆变器的性能.采用移相控制方式使三电平逆变器的开关管工作在零电压零电流开关的条件下,每个主开关管承受的电压应力为输入电压的一半,飞跨电容型电压源逆变器拓扑较其它的多电平拓扑(如级联型逆变器、中点钳位型逆变器)有许多独特的性质.建立了以TMS320LF2407A型数字信号处理器(DSP)控制芯片设计的移相脉冲宽度调制方式,控制飞跨电容型三电平逆变弧焊电源.     

逆变弧焊电源的三相功率因数校正器

对于三相输入的大功率逆变弧焊电源,采用三相升压拓扑进行功率因数校正,以矢量变换的思想研究其调制过程.总体系统的控制采用了双环思想,内环为电流环,用以实现输入电流对电压的相位跟踪,外环为电压环,负责控制输出电压的恒定,并为电流内环提供调制指令,系统采用双环控制,为使系统实现单个开关周期校正控制误差的无差拍控制,整个系统通过TMS320LF2407A DSP芯片控制,采用saber软件进行了仿真辅助分析,给出了电路系统的结构框图和控制方案以及软件流程,实现了电源系统的数字化.试验结果实现了功率因数为1,三相输入电流与输入电压均同相,且为较为标准的正弦波,电流谐波畸变远小于10%的目的,满足了国际上关于谐波限制的标准.