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。     

双零软开关逆变主电路的参数计算仿真与试验

全桥零电压零电流脉宽调制变换器在全桥零电压脉宽调制变换器的基础之上增加了一个饱和电感和阻断电容,使一次电流在箝位续流时段很快衰减到零并保持,滞后臂的功率开关器件实现了零电流关断,超前臂的功率开关器件实现了零电压开通,但是双零软开关逆变电源的性能受电路中各种元件参数的影响.本文在分析主电路工作过程的基础上,着重分析了影响软开关逆变电源的各种参数因素,推导出了实现双零软开关的边界条件,提出了关键元件参数的计算公式,并通过在MATLAB7.0中建模仿真及搭建实际电路试验进行了验证.试验结果与仿真结果均表明主电路实现了ZVSZCS,并与理论分析相吻合,验证了双零软开关边界条件和参数计算公式的正确性.     

移相控制零电压开关三电平弧焊电源研究

提出了一种新颖的移相控制零电压开关三电平变换器，分析了该变换器的工作原理，并给出了移相控制电路和驱动电路。最后利用该变换器研制出一最大输出为120A的弧焊电源，并给出了试验波和电源的实测外特性波形。     

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.     

零电压零电流PWM弧焊逆变电源工作过程分析及仿真

全桥零电压零电流脉宽调制变换器在全桥零电压脉宽调制变换器的基础上增加一个可饱和电感和阻断电容,使一次电流在箝位续流时段很快衰减到零并保持,滞后臂的功率器件实现了零电流关断,超前臂的功率器件实现了零电压开通.一方面使得具有关断拖尾电流特性的IGBT应用到了全桥软开关变换器中,另一方面解决了关断损耗,减小了占空比损失.详细分析了全桥零电压零电流脉宽调制变换器的工作原理,在此基础上,通过在MATLAB7.0中建立可变电感的模型代替可饱和电感,对主电路进行了建模和仿真.模型运行后得出与理论分析相吻合的结果,证明了模型的准确性.同时,获得一套满足超前臂零电压开通,滞后臂零电流关断的主电路仿真参数.     

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。     

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.     

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。     

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。     

零电压、零电流倍流整流电阴焊逆变电源

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电磁兼容性能力,突出了逆变电源节能、体积小、质量轻、响应速度快的优点,特别适合大功率场合。     

Analysis of a novel phase-shifted soft switch converter

In this paper, on the basis of the phase-shifted controlled zero-voltage-switch (ZVS) fuU-bridge converter with pulse width modulation (PWM), a noel zero-voltage and zero-current switch (ZVZCS) PWM converter using a simple auxiliary circuit was designed. The ZVZCS soft switch is achieved by the resonance among the resisting electromagnetic deflection capacitor, the capacitor of the simple auxiliary network and the leakage inductor of transformer. There are no dissipation devices of the saturation inductor and the auxiliary switch in the converter, meantime the capacitor of the auxiliarycircuit is also used to clamp the voltage of the rectifier, and there is no additional clamped circuit. There is no big circulating current in the converter, all the active and passive devices work on the condition of the low current and voltage stress, and the proposed converter has wide load range and small duty loss.     

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 …     

一种新型大功率中频逆变电阻点焊电源

为满足低阻值新型焊接材料的焊接要求,研究设计了一种最大输出电流达20kA的中频逆变电阻点焊电源.采用绝缘栅双极晶体管(IGBT)构成全桥式逆变主电路;通过有限双极性控制,实现零电压零电流(ZVZCS)软开关;控制电路以数字信号处理器(DSP)为核心,通过对初级采样电流值进行有效处理,采用增量式PID控制方法,实现对脉宽调制电路的精准控制.结果表明,电源设计合理,控制电路稳定可靠,适于大功率焊接.     

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.     

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.     

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.     

COMPUTERIZED SIMULATION AND EXPERIMENTAL RESEARCH ON SOFT-SWITCHING ARC WELDING INVERTER POWER SOURCE

1.Arcweldinginverterhasbecomethefocusinthefieldofweldingpowerso~e,becauseofitssmallvolUIne,lightweight,goodconndingperfonnanceandaptnessforreal--timecontrollingofweldingprocess.HoWeVer,beingasophisticatedpowerelectIDnicdevice,theweldinginvertercanhaullybedevelopedusingconventionaltrial--and--failmethod.Besidesthelargehumanandmaterialresourcesandconsiderablebine,therearePchemsthatareinsolVable.ThisisespeciallytrUefortherecentlydevelopedsoftswitchingpowersources,inwhichseveralworkingmodesexi…     

电子束焊机电源控制系统的设计与实现

电子束焊机高压加速稳压电源输出电压的稳定是保证电子束焊接质量的前提条件,传统的高压加速稳压电源电路结构复杂、体积大.为此设计了一种电子束焊机高压加速稳压电源控制系统,主电路采用PWM buck-boost变换器结构,其较高的升压比降低了升压变压器的升压比,与传统的同类电源相比,体积更小,电路更为简单;分析了系统主电路特性和工作过程,建立了系统电路小信号模型,采用了滞后-超前校正补偿的控制方式.结果表明,系统具有响应速度快、可靠性和控制精度高、抗干扰能力强等特点.     

相移式准谐振弧焊电源的建模与分析

主要阐述弧焊电源采用相移式准谐振即ＰＳ－ＱＲＣ技术的电路结构及工作原理,详细分析相移控制式脉宽调制电路中采用的特殊电路的作用以及对变换器动态性能的影响,在Ｂｕｃｋ电路模型的基础上推出本系统的等效电路模型,并实际对比弧焊电源采用ＱＲＣ（准谐振）与相应组成的ＰＷＭ（脉宽调制）变换器动态性能的不同,通过试验证明了模型的预测。     

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。