CN202894541U - 有限延迟移项全桥软开关逆变手工电弧焊机 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种有限延迟移项全桥软开关逆变手工电弧焊机，其主电路包括四个功放管IGBT组成的全桥电路，所述的全桥电路包括组成超前桥臂的Q1、Q2以及组成滞后桥臂的Q3、Q4，组成超前桥臂的Q1、Q2的源漏两极之间分别与电容C1、C2相连，组成超前桥臂的Q1、Q2的连接处与电容Cb相连，电容Cb与电感L1串联后与主变压器T1的初级线圈的一端相连，组成滞后桥臂的Q3、Q4的连接处与主变压器T1的初级线圈的另一端相连。在本实用新型中，L2、C1、C2创造了超前桥臂Q1、Q2的ZVS条件，使其线性零电压条件下开通。L1、Cb创造了滞后桥臂Q3、Q4的ZCS条件，使其零电流条件下关断，L1为高导饱和电抗，使机器具有突出良好的防粘功能。

Description

有限延迟移项全桥软开关逆变手工电弧焊机
技术领域
本实用新型涉及一种手工电弧焊机，具体涉及一种有限延迟移项全桥软开关逆变手工电弧焊机。
背景技术
目前国内市场的电焊机主要以正激式、半桥式和全桥的技术为主，这些技术主要以硬开关方式工作，现有硬开关全桥电路如图1所示，全桥电路中Q1、Q2、Q3、Q4为功放管IGBT，Q1、Q2称为超前桥臂，Q3、Q4称为滞后桥臂，工作中Q1、Q4同时导通，Q3、Q2同时导通，这样就完成了能量的传递。全桥电路在工作中必须避免同一桥臂上下两管同时导通，同时导通将是致命的。硬开电路与软开关电路的不同就是为了解决桥臂的工作问题，使电路安全、稳定、可靠高效的工作，使同一桥臂上下两管不能导通，这样就带来 ZVS(零电压开关)ZCS（零电流开关）ZVZCS（零电压零电流开关简称双零开关）的概念，在此条件下功放管工作将是安全的。
但是在硬开关电路中，超前桥臂容易实现ZVS条件，但是滞后桥臂将是困难的，为了解决这个问题就提出了软开关的技术。
实用新型内容
本实用新型目的在于提供一种有限延迟移项全桥软开关逆变手工电弧焊机，其可实现零电压零电流开关，提高产品的稳定性、负载率以及防粘焊性能等。
为了解决现有技术中的这些问题，本实用新型提供的技术方案是：
一种有限延迟移项全桥软开关逆变手工电弧焊机，包括电源、电源保护电路、整流滤波电路、主电路、主变压器T1、输出电路、PWM控制电路以及驱动电路，电源与电源保护电路相连，电源保护电路的输出电流经整流滤波电路进行处理后接入主电路，主电路与主变压器T1相连，主变压器T1的另一端与输出电路相连，驱动电路与PWM控制电路相连，所述的主电路包括四个功放管IGBT组成的全桥电路，所述的全桥电路包括组成超前桥臂的Q1、Q2以及组成滞后桥臂的Q3、Q4，组成超前桥臂的Q1、Q2的源漏两极之间分别与电容C1、C2相连，组成超前桥臂的Q1、Q2的连接处与电容Cb相连，电容Cb与电感L1串联后与主变压器T1的初级线圈的一端相连，组成滞后桥臂的Q3、Q4的连接处与主变压器T1的初级线圈的另一端相连。
作为优化，组成滞后桥臂的Q3、Q4的连接处与一变压器T2初级线圈的一端相连，所述变压器T2的初级线圈的另一端接入主变压器T1的初级线圈的另一端，所述变压器T2的次级线圈接入PWM控制电路构成电流反馈，所述的主变压器T1的次级线圈间并联连接有电感L2。
作为优化，所述的PWM控制电路产生主电路部分的功放管所需要的驱动波形。
进一步，所述的PWM控制电路外设有热保护器，所述的热保护器与PWM控制电路相连，用于保护PWM控制电路防止过热损坏。
相对于现有技术中的方案，本实用新型的优点是：
在本实用新型所描述的有限延迟移项全桥软开关逆变手工电弧焊机中，L2、C1、C2创造了超前桥臂Q1、Q2 的ZVS条件，使其线性零电压条件下开通。L1、Cb创造了滞后桥臂Q3、Q4的ZCS条件，使其零电流条件下关断， L1为高导饱和电抗，使机器具有突出良好的防粘功能。超前滞后桥臂都在软开关条件工作，实现了ZVZCS（零电压零电流开关）。
而T2为电流检测，它工作在主电路，能够瞬时快速的检测电流的工作情况，同时作为电流反馈，为电流的稳定调节顺态变化提供条件，达到理想情况，同时通过它可以检测滞后桥臂的ZCS工作情况。
附图说明
下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：
图1为现有的硬开关全桥电路的结构原理框图；
图2为本实用新型实施例的结构原理框图；
图3为本实用新型实施例中同一桥臂上下两管的波形；
图4为本实用新型实施例中不同桥臂间同时导通两管的波形
具体实施方式
以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本实用新型而不限于限制本实用新型的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。
实施例：
本实施例描述了一种有限延迟移项全桥软开关逆变手工电弧焊机，包括230V电源、电源保护电路、整流滤波电路、主电路、主变压器T1、输出电路、PWM控制电路以及驱动电路，电源与电源保护电路相连，电源保护电路的输出电流经整流滤波电路进行处理后接入主电路，主电路与主变压器T1相连，主变压器T1的另一端与输出电路相连，驱动电路与PWM控制电路相连，所述的主电路包括四个功放管IGBT组成的全桥电路，所述的全桥电路包括组成超前桥臂的Q1、Q2以及组成滞后桥臂的Q3、Q4，组成超前桥臂的Q1、Q2的源漏两极之间分别与电容C1、C2相连，组成超前桥臂的Q1、Q2的连接处与电容Cb相连，电容Cb与电感L1串联后与主变压器T1的初级线圈的一端相连，组成滞后桥臂的Q3、Q4的连接处与主变压器T1的初级线圈的另一端相连。
组成滞后桥臂的Q3、Q4的连接处与一变压器T2初级线圈的一端相连，所述变压器T2的初级线圈的另一端接入主变压器T1的初级线圈的另一端，所述变压器T2的次级线圈接入PWM控制电路构成电流反馈，所述的主变压器T1的次级线圈间并联连接有电感L2。
所述的PWM控制电路产生主电路部分的功放管所需要的驱动波形。所述的PWM控制电路外设有热保护器，所述的热保护器与PWM控制电路相连，用于保护PWM控制电路防止过热损坏。
L2、C1、C2创造了超前桥臂Q1、Q2 的ZVS条件，使其线性零电压条件下开通，具体参数为：电感L2选用UY型铁氧体磁芯（60/30/16）塑胶线绕制，电感参数为100uH；C1、C2采用CBB81/1600V电容。
L1、Cb创造了滞后桥臂Q3、Q4的ZCS条件，使其零电流条件下关断，L1选用高导环型铁养体磁芯(H49/32/19)，漆包铜线绕5圈，Cb采用CBB20电容2.0uf/1200V。
如此，超前滞后桥臂都在软开关条件工作，这就是ZVZCS（双零开关）。T2为电流检测，它工作在主电路，能够瞬时快速的检测电流的工作情况，同时作为电流反馈，为电流的稳定调节顺态变化提供条件，达到理想情况，同时通过它可以检测滞后桥臂的ZCS工作情况。
图3、图4所示的波形为PWM控制电路所产生得主电路功放管所需要的驱动波形，所示波形皆处于0线以上为前沿上翘的距形方波，幅度为+15V；而传统的驱动波形还同时存在负方波，即±15V或者-10V/+15V。图3为同一桥臂上下两管的波形，相位相反并有一定的死区，保证上下两管不同时导通；图4为不同桥臂间同时导通两管的波形，很明显具有一定的相位延迟，前面为超前臂后面为滞后桥臂的波形，这就实现了有限相位延迟。
上述实例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种有限延迟移项全桥软开关逆变手工电弧焊机，包括电源、电源保护电路、整流滤波电路、主电路、主变压器T1、输出电路、PWM控制电路以及驱动电路，电源与电源保护电路相连，电源保护电路的输出电流经整流滤波电路进行处理后接入主电路，主电路与主变压器T1相连，主变压器T1的另一端与输出电路相连，驱动电路与PWM控制电路相连，其特征在于，所述的主电路包括四个功放管IGBT组成的全桥电路，所述的全桥电路包括组成超前桥臂的Q1、Q2以及组成滞后桥臂的Q3、Q4，组成超前桥臂的Q1、Q2的源漏两极之间分别与电容C1、C2相连，组成超前桥臂的Q1、Q2的连接处与电容Cb相连，电容Cb与电感L1串联后与主变压器T1的初级线圈的一端相连，组成滞后桥臂的Q3、Q4的连接处与主变压器T1的初级线圈的另一端相连。
2.根据权利要求1所述的有限延迟移项全桥软开关逆变手工电弧焊机，其特征在于，组成滞后桥臂的Q3、Q4的连接处与一变压器T2初级线圈的一端相连，所述变压器T2的初级线圈的另一端接入主变压器T1的初级线圈的另一端，所述变压器T2的次级线圈接入PWM控制电路构成电流反馈，所述的主变压器T1的次级线圈间并联连接有电感L2。
3.根据权利要求1所述的有限延迟移项全桥软开关逆变手工电弧焊机，其特征在于，所述的PWM控制电路外设有热保护器，所述的热保护器与PWM控制电路相连，用于保护PWM控制电路防止过热损坏。
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