基于LLC谐振变换器的电子束焊机灯丝电源的设计

为提高电子束焊机灯丝电源的效率,降低其体积和减少电压谐波,设计了一种基于L LC谐振变换器的灯丝电源的系统。分析LLC谐振的工作原理,用基波分析法分析电压增益,绘制Q值曲线。同时引入固定逆变电路的占空比和频率,通过调整母线电压大小来改变输出电压大小的方法,实现了输出电压范围内功率管的软开关。最后通过一台输出电压10 V、电流15 A的试验样机验证了试验的设计合理性。     

用于钢轨焊接的电子束焊机电源系统

介绍用于钢轨焊接的电子束焊机工作原理及系统组成,分析焊机的电源系统组成。采用软开关技术减少了功率管在高速开通、关断下产生的谐波,降低开关损耗,减小电源系统体积和质量。对电源系统的主要部件进行选型设计,搭建试验电路,编制控制软件,通过调试原理样机,获得试验参数,验证了设计的合理性。该电源系统可以满足钢轨焊接对电子束焊机的要求。     

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.     

一种磁集成全桥LLC软开关焊接电源

采用绕组绕制在EE型磁芯侧柱上的方法设计高频变压器,通过适当的绕组和气隙设计,使得高频变压器励磁电感和漏感满足LLC谐振电路参数的要求,LLC谐振槽中的两个谐振电感和变压器可以集成在同一磁芯上,减少变换器磁性元件个数,磁集成变换器可以提高效率,提高了变换器功率密度;同时,LLC磁集成焊接电源在整个负载工作范围内,实现原边开关管零电压开通,副边整流管实现零电流关断,降低损耗.在此基础上,研制2.5 kW输出平特性的软开关全桥LLC磁集成焊接电源试验样机.结果表明,磁集成技术提高了系统性能.     

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.     

一种半桥LLC谐振软开关焊接电源

采用变压器的励磁电感、谐振电容、附加电感构成半桥LLC谐振变换电路,实现输出平特性的软开关焊接电源.通过对串联谐振电感L_r,串联谐振电容C_r,以及与变压器并联的谐振电感L_m,进行相关的分析和设计,使得变换器在整个负载工作范围内,原边功率开关管实现零电压开通,副边整流二极管实现零电流关断,变换电路降低损耗和干扰,提高了效率,其工作频率可以大大提高,使得电感、电容和变压器等器件的体积重量进一步下降,系统的动态性能也得以提高.论文讨论了其工作原理并制作2.5 kW半桥LLC焊接电源,同时给出相应的试验结果.     

基于移相全桥软开关的逆变式电弧喷涂电源

针对传统电弧喷涂电源存在体积大、质量重、无反馈控制、无法准确控制输出电压等缺点,研制了一种逆变式电弧喷涂电源,通过提高工作频率,大大减少了变压器、电感等器件的质量及体积,采用移相全桥控制,并利用软开关技术,使得全桥开关管及二次侧二极管实现软开关,大大降低了热耗和整机损耗,提高了变换器转换效率。逆变式电弧喷涂电源在缩小整机大小的基础上,提高了输出波形质量,优化了喷涂质量。研究电路基本工作原理并分析软开关的实现条件,建立对应的仿真模型并研制了试验样机,仿真及试验结果证明了该方案的可行性。     

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。     

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.     

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.     

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 …     

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．     

输入/输出并联直流变换器在逆变焊机中的应用

输入/输出并联型直流变换器能降低开关管的开关应力,适用于高输入电压、低输出电压、大电流、大功率的焊接系统.分析了逆变电路拓扑结构开关管发展,输入/精出并联直流变换器的工作原理,重点分析了并联变换器均流控制的方法.针对其工作时存在不均流现象,通过对各变换器的输出电流采样并比较后去控制IGBT的导通时间(占空比)来达到均流...     

清洁高效的电镀锡线高压变频电阻软熔电源

连续电镀锡生产线软熔需要大功率单相交流电源供电。针对目前使用的三相变单相变压器可控硅调压式电阻软熔电源对电网影响较大、厂区用电效率低下等问题,采用了高压变频式电阻软熔电源。本文分析了该电源的电路结构。在多条电镀锡线上的应用证明,该电源既具有平衡负载、消除谐波和效率高等优点,而且能有效消除镀锡板的木纹缺陷。     

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.     

数字化TIG逆变焊机两种典型抗干扰设计

分析了数字化TIG逆变焊机中手柄开关和电弧电压检测两种信号传输过程中干扰的来源及其对焊机性能的影响，并针对这两种信号设计了有效的抗干扰传输电路。在手柄开关信号传输电路中，采用了下降特性的脉冲变压器以保证工作信号的传输和干扰信号的隔离；在电弧电压检测电路中采用电感电容（IJC）滤波器和线性光耦来抑制干扰并保证采集到的电弧电压的真实性。试验表明，所设计的两种电路简单可靠，实现容易，能有效抑制噪声干扰，在提高控制电路抗干扰性能方面发挥了重要作用。