移相控制全桥零压零流软开关功率变换器谐振过程分析和参数设计方法

移相控制全桥软开关功率变换器广泛应用于各种电弧焊接与切割电源。针对焊接电弧的宽负载工作范围,为实现全负载范围的滞后臂功率器件软开关,对变压器一次侧串联饱和电感和隔直电容的移相控制全桥软开关功率变换器的谐振工作过程进行了深入的理论分析,提出实现滞后臂功率器件软开关的饱和电感设计准则,并对不同脉冲宽度和负载电流下的滞后臂功率器件软开关状态进行了仿真研究,验证了理论分析的正确性。在理论分析和仿真研究的基础上,给出了饱和电感总磁通和隔直电容大小的参数设计和选取方法。     

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。     

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。     

全桥谐振软开关弧焊逆变器主电路仿真分析

采用饱和电感式全桥谐振软开关技术,设计了逆变电路、中频变压器和输出滤波电感组合电路。采用仿真分析的方法,研究开关管的损耗及输出负载波形。通过仿真分析可知,软开关技术能够提高效率,节约能源;中频变压器和滤波电感的组合使得输出负载波形平滑稳定。     

软开关谐振过程稳定性分析与PWM控制波形优化

在移相控制全桥功率变换器的软开关谐振过程解耦分析基础上,针对电源启动和焊接电弧负载频繁剧烈的动态变化过程,提出了一种"1-2-1"的余弦模式PWM控制波形.根据数字信号处理(DSP)的数字化脉冲宽度调制(PWM)生成原理,设计实现了基于"1-2-1"余弦模式的移相PWM控制波形,并进行了控制效果的试验验证.结果表明,采用此模式对全桥功率变换器进行移相PWM控制,不仅可以满足电源输出特性对PWM控制有效占空比的要求,而且可以保证超前臂并联谐振网络和变压器原边串联谐振网络的软开关谐振过程的动态稳定性,保持功率器件在电源启动和负载动态变化过程中的软开关状态.     

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。     

软开关弧焊电源的设计及参数选择(I)

根据新型LCL谐振软开关弧焊逆变电源主电路原理，对这种弧焊电源进行了设计，并对电路中主要参数予以了确定。其内容包括：逆变电源输出电流Io及空载电压的计算、串联谐振电感La、电容Ca的参数选择、IGBT缓冲电容的参数选择。根据设计的电源参数，对研制的焊接电源进行试验。试验表明，该电源能够较好地实现软开关。从而证明该设计是合理的、有效的。     

新型LCL谐振软开关弧焊逆变电源主电路数学建模

介绍了新型LCL谐振软开关逆变弧焊电源主电路与基本LCL型的区别，建立了新型LCL谐振逆变弧焊电源主电路稳态数学模型，并运用了Matlab进行了数值求解，将数学模型的计算结果与试验结果做对比，从而验证了数学模型的正确性。这种弧焊电源不仅具有串联谐振在整个负载范围内效率高的特点，而且拓宽了软开关的范围。解决了占空比丢失的问题。     

移相控制谐振软开关逆变弧焊电源控制系统的研究

首先利用控制理论对改进LCL型移相控制谐振电源系统进行分析，推导出系统各环节的传递函数；其次，对系统的准确性予以分析得出该控制系统能够跟踪阶跃信号，而对于斜坡信号系统存在稳态误差；讨论了电压扰动、电流扰动对输出的影响。对电压扰动为斜坡信号时存在的稳态误差，采取加入G5(S)校正环节的方法予以解决；对电流扰动为斜坡信号时存在的稳态误差，通过减小T，增大K2和K3的方法，使电流扰动产生的稳态误差少；最后，利用Matlab软件对控制系统进行分析计算。该控制系统稳定程度很好，动态过渡过程较好。     

软开关弧焊电源的设计及参数选择(I)

根据新型LCL谐振软开关弧焊逆变电源主电路原理,对这种弧焊电源进行了设计,并对电路中主要参数予以了确定。其内容包括:逆变电源输出电流Io及空载电压的计算、串联谐振电感Ls、电容Cs的参数选择、IGBT缓冲电容的参数选择。根据设计的电源参数,对研制的焊接电源进行试验。试验表明,该电源能够较好地实现软开关。从而证明该设计是合理的、有效的。     

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.     

基于DSP的逆变点焊电源软开关PWM控制策略研究

基于数字信号处理器(DSP)的软开关和控制技术已成为逆变焊接电源领域的研究热点.分析了零电压开关PWM逆变点焊电源和死区时间设置的工作原理,阐述了DSP比较单元的工作原理和利用DSP产生PWM方波的方法.利用C语言设计完成了DSP实现PWM信号输出与时序控制的软件.结果分析表明,移相PWM控制模式可保证逆变桥斜对角开关管错开关断,从而满足逆变点焊电源零电压开关的时间条件.对DSP相关寄存器赋值输出移相PWM方波以及符合要求的死区时间,实验证明,PWM方波可以满足零电压软开关逆变点焊电源逆变桥功率管的驱动时序要求.     

软开关弧焊逆变电源全桥移相控制电路设计

采用移相控制芯片UC3879设计了零电压全桥移相控制电路,获得了与理论分析相吻合的PWM移相波形,实现了输出波形0°～180°范围的移相;通过实验分析,验证了参数设计的正确性,揭示了元件参数对移相控制的影响规律,并对振荡参数、死区时间等重要参数进行了优化设计.     

软开关逆变电阻点焊机主电路参数的优化及实验分析

设计了软开关逆变式电阻点焊主电路,采用带有饱和电感的全桥逆变主电路结构,利用饱和电感的特殊作用,在退出饱和时,呈现出很大的感抗,阻止了电流的进一步流动,使电流保持在零状态,为滞后臂开关管的导通与关断创造了零电流开关的条件.分析了逆变频率在软开关逆变点焊机中的作用.通过理论计算和Pspice电路仿真波形分析等方法,对主电路的主要参数进行了优化.经实验测试分析,设计的主电路参数合理,焊机性能达到设计要求.     

软开关CO2波控逆变电源的设计及研制

系统分析了移相全桥软开关换流控制原理，提出了采用饱和电感、隔直电容，充分利用励磁能量实现软开关的电路拓扑。针对CO2焊的特点，使用单片机进行波形控制，从而减少了焊接飞溅，保证焊缝成形美观。     

弧焊逆变电源起动过渡过程分析及保护电路设计

分析了逆变电源在合闸起动的过渡过程中产生的问题，提出了合理的合闸起动方案，设计了集缓冲起动电器、软起动电路、过电压、欠电压保护等为一体的系统电路。     

应力应变分析在覆盖件成形工艺设计中的实际应用

在分析应力应变引起破裂、起皱的基础上，介绍了应力应变分析在机油盘、前地板2个覆盖件成形工艺设计中的实际应用，由此采取相应措施解决了冲压过程中的成形问题，然后总结出了若干覆盖件成形工艺设计过程中常用到的一些经验，并简述了覆盖件成形工艺设计的发展趋势。