全橋逆變與單端正激逆變切換式弧焊電源及其控制方法
前言：目前，逆變弧焊電源多采用全橋移相零電壓開關(FB-ZVS-PWM)模式，以實現超前臂、滯後臂的大功率開關晶體管的零電壓開關，全橋移相零電壓開關技術(FB-ZVS-PWM) 兼有脈寬調製(PWM)控制和諧振開關優點，成為軟開關逆變弧焊電源應用的熱點。該控制方式是通過諧振電感的諧振，降低大功率開關晶體管開通時的電壓。當負載越小，由於全橋移相電路內電容和電感的儲能效應，大功率開關晶體管開通時的電壓越高，大功率開關晶體管的開關損耗就越大，尤其是在輕載時，大功率開關晶體管的開關損耗更加明顯。
01
現 狀
由於逆變弧焊電源工況複雜，滯後臂的大功率開關晶體管的零電壓開關條件是受負載和輸入電壓影響的，當弧焊電源主電路在較小焊接電流工作(輕載)時，高頻變壓器原邊的電流很小，為維持恆流，輸出電壓將降低(即驅動脈衝的寬度變窄)，當驅動脈 衝的寬度變得很窄時，容易產生丟波現象，且電流精度和穩定性較差；滯後臂大功率開關晶體管難以實現零電壓開關，將產生以下幾個後果：(1)由於大功率開關晶體管損耗的存在，需要增加散熱器的體積；(2)大功率開關晶體管開通時存在很大的di/dt，將會造成較大的EMI；(3)出現環流能量大、佔空比丟失和開關噪聲加大等問題。
02
研 發
江蘇科技大學的研發團隊本發明的目的是針對現有弧焊電源主電路在較小焊接電流工作(輕載)時存在的不足，提供了一種在重載和輕載條件下都能正常可靠工作的弧焊電源主電路，在一種控制方法和控制電路的作用下解決在較小焊接電流工作(輕載)時的大功率開關晶體管損耗過高、環流能量大、佔空比丟失和開關噪聲加大等問題，以及避免發生丟波現象，提高電路系統穩定性和電流精度，降低EMI。
03
技術支持
本發明公佈了一種全橋逆變與單端正激逆變切換式弧焊電源及其控制方法，本發明電源包括弧焊電源主電路，還包括電流傳感器和控制電路。該控制方法包括：201、設置基準電壓；202，電流採樣信號與基準電壓信號進行比較；203、當負載為重載時，主電路工作於全橋移相工作模式；204、當負載為輕載時，主電路工作於雙管單端正激工作模式。該控制電路包括採樣比較單元，還包括電子開關單元根據採樣比較單元1比較的結果實現兩種工作模式之間的切換，從而達到降低電路損耗的目的，避免主電路在輕載時產生丟波現象，增加電路的可靠性和穩定性。
04
應用領域
電焊設備等相關領域。
05
社會及經濟效益
當主電路切換為雙管單端正激工作模式時，只有兩隻大功率開關晶體管工作，降低了整個主電路的開關損耗；當主電路切換為雙管單端正激工作模式時，這樣在輸出功率一定的情況下相對於全橋工作模式，大功率開關晶體管的驅動脈寬可以提高一倍，這樣，在較小焊接電流工作(輕載)時就不會發生丟波現象，提高電路系統的穩定性。
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