专利名称：全桥移相式零电压软开关逆变弧焊电源的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种零电压软开关逆变弧焊电源，特别是一种采用辅助电感的全桥移 相式零电压软开关逆变弧焊电源，属于电焊设备技术领域。
背景技术：
目前，多数逆变弧焊电源主电路功率器件采用硬开关工作方式，工作过程中开关应力 大，损耗大，且降低了电源可靠性，采用软开关技术可以克服硬开关方式下开关应力大和 损耗大的缺点，从而提高了可靠性。传统全桥移相式零电压(PS-FB-ZVS)软开关逆变弧 焊电源采用全桥移相式零电压脉宽调制技术(PS-FB-ZVS-PWM)兼有脉宽调制(PWM) 控制和谐振开关优点并克服了各自的缺点，成为软开关逆变弧焊电源应用的热点。但弧焊 电源工况复杂，负载频繁在短路-负载-空载状态变换，经常在轻载和空载状态工作，如采 用饱和谐振电感的方法来增大谐振电感Lr或增大原边电流的方法，可以使零电压开关的负 载范围变宽，然而轻载和空载原边电流很小，在实际应用中无法把饱和谐振电感设计得很 大来实现全负荷范围内主功率器件的零电压软开关。全桥移相式零电压软开关逆变弧焊电 源的原边电流类似一个恒流源，很容易实现对固定臂电容的充放电，因此，固定臂很容易 实现零电压开关。只要移相臂实现零电压开关，固定臂一定能实现零电压开关，而移相 臂实现零电压开关只能依赖谐振电感，由于轻载和空载时，原边电流很小，移相臂难以实 现零电压开关，全桥移相式零电压软开关逆变弧焊电源空载时功率器件在管压降还没有降 到零的条件下开通，就无法实现零电压开关。发明内容本实用新型的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种在包括空载在内的全负荷范 围内实现功率器件零电压开关的全桥移相式零电压软开关逆变弧焊电源，从而有效地解决 上述问题。本实用新型的技术方案是，逆变弧焊电源的两个功率开关器件串联构成的固定臂与另 两个功率幵关器件串联构成的移相臂并联，每个功率开关器件均有二极管与其反向并联， 还各自并联一个电容，谐振电感跨接在所述固定臂的中点和主变压器的原边，主变压器的 副边经两个输出整流二极管接滤波电感，其特征是辅助电感并联在主变压器的副边。其中辅助电感的电感值是20 n H~40 y H，较好的电感值是30 y H。采用本实用新型的技术方案后，全桥移相式零电压软开关逆变弧焊电源实现了包括空 载在内的所有负载范围的主功率器件零电压开关。该逆变弧焊电源工作稳定可靠，实现方 式简单可行。
图1是现有的全桥移相式零电压软开关逆变弧焊电源主电路原理图。图2是本实用新型的全桥移相式零电压软开关逆变弧焊电源主电路原理图。1.固定臂2.移相臂3.主变压器 4.辅助电感具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步描述。图1中，E为三相380V交流电整流滤波后的直流电源，E由功率开关器件Ql和Q2 组成的固定臂l, 二极管D1、 D2分别与Q1、 Q2反向并联，功率开关器件Q1、 Q2还并 联电容C1、 C2 ;由功率开关器件Q3和Q4组成移相臂2， 二极管D3、 D4分别与功率 开关器件Q3、 Q4反向并联，Q3、 Q4还并联电容C3、 C4;电容C1 C4分别为功率开关 器件Q1 Q4的寄生电容与对应的外接谐振电容之和，谐振电感Lr跨接在所述固定臂的中 点和主变压器3的原边，滤波电感Lf跨接在输出整流二极管D5、 D6和焊接输出端之间， 辅助电感4并联在主变压器3的副边。由于原边电流类似一个恒流源，该电流很容易对固 定臂1充放电，固定臂1很容易实现零电压开关。而移相臂2实现零电压开关只能依赖谐 振电感Lr，由于空载或轻载时，原边电流很小，移相臂2难以实现零电压开关。在图2的本实用新型的全桥移相式零电压软开关逆变弧焊电源主电路中，辅助电感La 并联在主变压器3的副边，工作时在辅助电感La产生电流，该电流使主变压器3的原边 电流增加，从而拓展了实现零电压软开关的负载范围，设计合适的辅助电感La的参数， 可实现包括空载在内的所有负载范围的主功率器件零电压开关。实践证明，本实用新型结构简单，工作稳定可靠，实现了包括空载在内的所有负载 范围的主功率器件零电压开关。由于电感不消耗能量，本实用新型主电路与现有技术相比， 没有增加能量损耗。
权利要求1. 全桥移相式零电压软开关逆变弧焊电源，由两个功率开关器件串联构成的固定臂 与另两个功率开关器件串联构成的移相臂并联，每个功率开关器件均有二极管与其反向并 联，还各自并联一个电容，谐振电感跨接在所述固定臂的中点和主变压器的原边，主变压 器的副边经两个输出整流二极管接滤波电感，其特征是辅助电感并联在主变压器的副边。
2. 根据权利要求1所述的全桥移相式零电压软开关逆变弧焊电源，其特征是所述 辅助电感的电感值是20u H 40u H。
3. 根据权利要求2所述全桥移相式零电压软开关逆变弧焊电源，其特征是所述辅助电感的电感值是30uH。
专利摘要本实用新型涉及一种全桥移相式零电压软开关逆变弧焊电源，属于电焊设备技术领域。它含有固定臂、移相臂、主变压器、以及二极管、电容、电感等，所述固定臂、移相臂分别由功率开关器件构成，其特征是，增加了一个辅助电感，所述辅助电感并联在主变压器的副边，全桥移相式零电压软开关逆变弧焊电源实现了包括空载在内的所有负载范围的主功率器件零电压开关，该逆变弧焊电源工作稳定可靠，实现方式简单可行。
文档编号H02M3/24GK201039010SQ20072003553
公开日2008年3月19日 申请日期2007年3月30日 优先权日2007年3月30日
发明者侯润石, 方臣富, 温永平 申请人:江苏科技大学