[實用新型]一種非對稱半橋零電壓軟開關逆變式焊割機

無效

• 申請號: 201020601214.1
• 申請日: 2010-11-11
• 公開（公告）號: CN201881034U
• 公開（公告）日: 2011-06-29
• 發明（設計）人: 楊振文;吳月濤
• 申請（專利權）人: 深圳華意隆電氣股份有限公司
• 主分類號: B23K9/10
• 分類號: B23K9/10;H02M7/5388;H02M7/5383;H02M1/12
• 代理公司: 深圳市港灣知識產權代理有限公司 44258
• 代理人: 馮達猷

技術領域

本實用新型涉及的是逆變電焊機領域，尤其是一種具有非對稱半橋軟開關結構的逆變式焊割機。

背景技術

目前高頻化已成為逆變式焊割電源的重要特點，高頻化可以使逆變式焊割電源具有更高的功率密度，更加節約銅材、鋼材、鋁材等有色金屬的用量，使電源結構更加牢固可靠；而且響應能力更加快速，電流、電壓控制精度更高。

但由于電力電子開關器件的開關損耗與逆變頻率成正比，頻率越高，器件和電路的損耗就越大，逆變器的效率就越低。所以，一般采用硬開關逆變方式的普通逆變式焊割電源的焊割性能和能效比就顯得非常不足了，存在以下缺點：

1.逆變器的電力開關器件電壓、電流應力很大，很容易失效和被損壞。

2.開通和關斷時在逆變器的電力開關器件上有很大的電壓、電流重疊期間，此期間，電力開關器件工作在線性區，使得開通和關斷期間產生很大的功率損耗，開關器件發熱嚴重，極易因過熱而損壞。為降低電力開關器件的工作溫度以提高其可靠性，必須設計龐大而復雜的散熱降溫系統。

3.逆變器的開關器件在開通和關斷時有很高的電壓變化率和電流變化率，這樣會產生很強的電磁干擾，使得電磁干擾的防護變得很困難，EMC器件龐大而復雜，成本高。

4.普通逆變式焊割電源的逆變頻率不能過高，一般只能在不高于20KHz的范圍內，故其功率密度不大，銅材、鋼材、鋁材等有色金屬的用量也大，同時，由于逆變頻率不夠高，動態響應速度不夠快，控制精度高不夠高，大大限制了其自動化、精細化方面的運用。

5.因此，高頻化的軟開關逆變電源技術的運用就成為必然。

要摒除硬開關逆變焊割機的這些缺點，必須采用軟開關逆變器，業內也有采用移相全橋的軟開關逆變電源技術的逆變式焊割機；如中國發明專利公開號“CN?101618472”名稱為“一種軟開關逆變電焊機”的專利公開了一種包含軟開關的逆變電焊機、包括：一次整流單元、逆變單元、二次整流及輸出檢測單元、控制單元和驅動信號隔離放大單元；在所述控制單元中包含驅動時序信號發生電路；?輸出設定和二次整流及輸出檢測單元的輸出反饋共同輸入到所述控制單元，所述控制單元中的驅動時序信號發生電路產生驅動時序信號輸入到驅動信號隔離放大單元，驅動信號隔離放大單元的輸出信號輸入到所述逆變單元的電子開關器件控制端；?其中逆變單元包括：濾波電容C5，放電電阻R5，電子開關器件?Q1、Q2、Q3、Q4，諧振電容C6，逆變變壓器T1初級繞組，其中濾波電容C5與一次整流單元的輸出相連，放電電阻R5并聯在濾波電容C5?兩端，電子開關器件Q1、Q2、Q3、Q4組成逆變全橋并聯在濾波電容?C5兩端，其中電子開關器件Q1和Q2構成一個逆變橋臂作為滯后臂，電子開關器件Q3和Q4構成一個逆變橋臂作為超前臂，諧振電容C6?和逆變變壓器T1的初級繞組串聯連接，諧振電容C6和逆變變壓器T1?的初級繞組的其余兩端分別連接到所述超前臂和滯后臂的公共連接點；?其特征在于，所述驅動時序信號發生電路包括有誤差信號運算電路和復雜可編程邏輯器件CPLD；?誤差信號運算電路的輸入與輸出反饋信號和輸出設定信號相連，誤差信號運算電路的輸出與CPLD的輸入相連；誤差信號運算電路將所述輸出反饋信號和輸出設定信號進行比較，計算出差異后，將和差異相對應的信號送入CPLD，在CPLD內部根據前述輸入信號運算，直接輸出有限雙極性控制時序的驅動時序信號作為所述逆變單元中電子開關器件?Q1、Q2、Q3、Q4開通和關斷的控制信號。

該種移相全橋的軟開關結構能基本摒除上述3個缺點，但是卻會產生以下的不足：

1.移相全橋的軟開關逆變電路很難在空載﹑輕載和短路情況下滿足軟開關的條件。

2.有固有的環流需要抑制，為此PWM電路會損失占空比，為滿足輸出電壓的要求，往往提高逆變變壓器的變比，這樣就加重了逆變開關器件的電流應力。

3.需要四組載流能力和耐壓都相同的電力開關半導體器件，器件成本相對較高。

發明內容

針對以上問題，本實用新型所要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種結構簡單、實施成本較低、開關電壓應力和電流應力都大為減小的非對稱半橋零電壓軟開關逆變式焊割機。

為達到以上目的本實用新型的技術方案：

一種非對稱半橋零電壓軟開關逆變式焊割機，包括按照電流流向方向而順序連接的：輸入濾波電路、一次側整流濾波電路、非對稱半橋軟開關逆變電路、隔離變壓電路和二次側整流濾波電路以及主控制板電路，主控制板電路既和二次整流濾波電路連通又和非對稱半橋軟開關逆變電路連接；