[發明專利]一種零電流開通低電壓關斷逆變式焊割電源電路

無效

• 申請號: 201210242274.2
• 申請日: 2012-07-13
• 公開（公告）號: CN102739062A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 楊振文;吳月濤;陳彪
• 申請（專利權）人: 深圳華意隆電氣股份有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02M7/5387;H02M1/32
• 代理公司: 深圳市港灣知識產權代理有限公司 44258
• 代理人: 孫強

技術領域

本發明涉及焊割電源領域，特別涉及一種逆變式焊割電源電路。

背景技術

焊接/切割電源中PWM逆變器逆變頻率的高頻化是提升逆變式焊割電源的控制精細度和動態性能，降低逆變式焊割電源銅材、鋼材、鋁材等有色金屬用量的有效途徑。通過PWM逆變器的高頻化，可以使逆變式焊割電源具有更高的功率密度，減少銅材、鋼材、鋁材等有色金屬的用量，使電源結構更加牢固可靠，且響應能力更加快速，電流、電壓控制精度更高。

由于電力電子開關器件的開關損耗與逆變器的頻率成正比，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較低，存在以下缺點：

1.逆變器的電力開關器件在開通和關斷時存在很大的電壓、電流重疊，此期間電力開關器件工作在線性區，會產生很大的功率損耗，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。

2.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困難，而進行防護電磁干擾的EMC器件龐大而復雜，成本高。

由此可見，將軟開關的逆變技術運用于逆變式焊割電源就成為必然。

現有技術中軟開關技術的逆變式焊割電源主要采用移相式全橋軟開關電路拓撲結構、有限雙極性全橋軟開關電路拓撲結構或廣義有源軟開關逆變式焊割電源電路拓撲結構，這三種電路都能滿足焊割電源的逆變器的開關器件軟開通和軟關斷的條件。

但上述三種運用軟開關技術的逆變式焊割電源電路比較復雜，一般都需要容量較大的移相、緩沖電容，環流抑制隔直電容等，甚至還需在主變壓器的初級或次級并接無功功率電感等。這些器件不僅增加了焊割電源的硬件成本，同時也因其增加的器件不可避免的帶來的熱損耗降低了其能效指標。

發明內容

為克服上述缺陷，本發明的目的即在于提供一種硬件成本較低，能效指標較高，運用簡單的電路拓撲結構即可實現軟開關技術的零電流開通低電壓關斷逆變式焊割電源電路。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

本發明的一種零電流開通低電壓關斷逆變式焊割電源電路，主要包括并接在直流母線正負極上、對輸入的直流電壓進行濾波的直流母線濾波電路，將濾波后的直流電壓轉變成低壓交流電壓的PWM逆變電路，對PWM逆變電路傳輸的低壓交流電壓進行整流的整流電路，還包括對PWM逆變電路進行信號控制的控制電路；

所述PWM逆變電路接收控制電路的驅動脈沖信號，使得PWM逆變電路上的開關器件：開通時由設置在變壓器一次側的線性電感抑制該開關器件的電流上升率，使之處于零電流開通狀態；關斷時由其并聯的無源緩沖電路減緩該開關器件的電壓上升率，使之處于低電壓關斷狀態。

作為本發明的一種改進，所述PWM逆變電路為由第一開關器件Q1、與其并聯連接的第一開關器件無源緩沖電路，第二開關器件Q2、與其并聯連接的第二開關器件無源緩沖電路和橋臂電容C5、C6以及中頻主變壓器T1、線性電感L1等組成的半橋PWM逆變電路。

作為本發明的進一步改進，所述第一開關器件無源電路由電阻R2和電容C3串聯組成；所述第二開關器件無源電路由電阻R3和電容C4串聯組成。

作為本發明的再進一步改進，所述PWM逆變電路為由第一開關器件Q1、與其并聯連接的第一開關器件無源緩沖電路，第二開關器件Q2、與其并聯連接的第二開關器件無源緩沖電路，第三開關器件Q3、與Q3并聯連接的Q3的無源緩沖電路，開關器件Q4、與Q4并聯連接的Q4的無源緩沖電路以及中頻主變壓器T1、線性電感L1等組成的全橋PWM逆變電路。

在上述結構的基礎上，所述第一開關器件無源電路由電阻R2和電容C3串聯組成；所述第二開關器件無源電路由電阻R3和電容C4串聯組成；所述Q3的無源緩沖電路由電阻R4和電容C5串聯組成；所述Q4的無源緩沖電路由電阻R5和電容C6串聯組成。

作為本發明的一種優選的實施方式，所述直流母線濾波電路由電容C1、C2和電阻R1并聯組成。

作為本發明的另一種優選的實施方式，所述整流電路由整流二極管D5、D7并聯組成。