[發明專利]軟開關CO2波控逆變電源控制方法

無效

• 申請號: 200810207631.5
• 申請日: 2008-12-23
• 公開（公告）號: CN101474706A
• 公開（公告）日: 2009-07-08
• 發明（設計）人: 李書進
• 申請（專利權）人: 上海氣焊機廠有限公司
• 主分類號: B23K9/10
• 分類號: B23K9/10;H02M7/48;H02M1/08
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司
• 代理人: 王 潔

技術領域

本發明涉及電源控制方法技術領域，特別涉及逆變電源控制方法技術領域，具體是指一種軟開關CO₂波控逆變電源控制方法。

背景技術

目前，逆變弧焊電源多采用硬開關電路，但因其開關損耗大，降低了電路效率，因而實現軟開關電路成為發展趨勢。軟開關可使功率器件在零電壓或零電流下自然開通或關斷，從本質上克服了硬開關電路的缺點，較大程度地解決了功率器件的du/dt和di/dt，減少了電磁干擾(EMI)和射頻干擾(RFI)，降低了輸出紋波，提高了功率密度，增強了系統的可靠性和動態特性。逆變CO₂軟開關弧焊電源的主電路常采用單端、半橋或全橋結構，為了得到較大的輸出功率，往往采用全橋逆變電路，通過增加隔直電容和飽和電抗器等方法，在無需采用輔助開關的情況下，使變換器的超前橋臂處于零電壓開關狀態，滯后橋臂處于零電流開通和關斷狀態，使得功率器件有較寬的軟開關工作范圍。考慮到現有磁性材料的性能，為了避免過高頻率造成過大的銅損和鐵損，開關頻率仍取20kHz。CO₂焊焊縫成形差以及飛濺大的缺點阻礙了其在實際中的應用，要改善其焊接性能必須對焊接熔滴過渡過程進行良好的控制。CO₂焊的短路過渡是一個時變的、非線性并有很強干擾的過程，要對焊接電壓、焊接電流進行檢測和控制，就要求控制系統反應速度快、可靠性好、功能強。

發明內容

本發明的目的在于提供一種軟開關CO₂波控逆變電源控制方法，該控制方法采用單片機進行波形控制，反應速度快、可靠性好、功能強，從而減少了焊接飛濺，保證焊縫成形美觀。

為了達到上述的目的，本發明提供一種軟開關CO₂波控逆變電源控制方法，其特點是，包括步驟：

1)通過飽和電感拓寬移相全橋軟開關單元的滯后橋臂的軟開關范圍；

2)通過移相控制單元控制所述移相全橋軟開關單元；

3)通過單片機系統控制所述移相控制單元。

較佳地，所述單片機系統通過其中的單片機控制所述移相控制單元。

更佳地，所述單片機采用80C320。

較佳地，所述移相控制單元通過其中的脈寬調制信號產生模塊接收所述單片機系統的控制信號。

較佳地，所述移相控制單元采用移相控制芯片UCC3879。

本發明的方法采用飽和電感拓寬移相全橋軟開關單元的滯后橋臂的軟開關范圍，通過移相控制單元控制所述移相全橋軟開關單元，通過單片機系統控制所述移相控制單元，在功率開關器件開關過程中實現諧振換相，保證較低的開關損耗，而在開關管開通之后，采用PWM調制的方法提供方波電壓和電流，控制系統采用單片機系統控制移相控制單元進行波形控制，反應速度快、可靠性好、功能強，焊縫成形美觀，減少了飛濺。

附圖說明

圖1是本發明的工作原理示意圖。

具體實施方式

以下將對本發明的軟開關CO₂波控逆變電源控制方法作進一步詳細描述。

請參閱圖1所示，用于本發明的軟開關CO₂波控逆變電源，包括單片機系統、移相控制單元和移相全橋軟開關單元，所述單片機系統通過所述移相控制單元電連接所述移相全橋軟開關單元。

較佳地，所述單片機系統包括與所述移相控制單元電連接的單片機、程序存儲器、數據存儲器、數模轉換單元和模數轉換單元，所述單片機分別電連接所述程序存儲器和所述數據存儲器，所述程序存儲器電連接所述模數轉換單元，所述數據存儲器電連接所述數模轉換單元。

較佳地，所述單片機采用80C320，所述程序存儲器采用存儲器27256，所述數據存儲器采用存儲器6264，所述模數轉換單元采用MAX118，所述數模轉換單元采用TLC7528。

較佳地，所述移相控制單元包括脈寬調制信號產生模塊、移相指令形成模塊和輔助模塊，所述移相指令形成模塊分別電連接所述脈寬調制信號產生模塊和所述輔助模塊，所述脈寬調制信號產生模塊電連接所述單片機系統。

較佳地，所述移相控制單元采用移相控制芯片UCC3879。

較佳地，所述移相全橋軟開關單元包括變壓器和飽和電感，所述變壓器一次側串聯所述飽和電感。飽和電感的開關作用大大拓寬了滯后橋臂的軟開關范圍。所述移相全橋軟開關單元實現了諧振軟開關和PWM兩種電路拓撲完美結合：在功率開關器件開關過程中實現諧振換相，保證較低的開關損耗。而在開關管開通之后，采用PWM調制的方法提供方波電壓和電流。