一種可實現移相諧振軟開關工作方式的逆變器控制電路的制作方法

本實用新型涉逆變焊機逆變器控制電路技術領域，具體涉及一種可實現移相諧振軟開關工作方式的逆變器控制電路。

背景技術：

現有的逆變焊機相比傳統可控硅整流焊機，在控制精度、動態響應速度方面有很大提高，但現有的逆變焊機是硬開關工作方式，存在開關應力高，開關損耗大的缺點，限制了逆變焊機頻率的提高，即動特性的提高。將軟開關技術應用于逆變焊接電源中是解決逆變焊機開關損耗大的有效方法。

技術實現要素：

本實用新型的目的就是為克服以上缺陷，提供了一種應用于逆變焊機逆變器的可實現移相諧振軟開關工作方式的控制電路，該控制電路使開關器件上的開關應力幾乎消除，可靠性顯著提高。

本實用新型采用如下技術方案：

一種可實現移相諧振軟開關工作方式的逆變器控制電路，包括主開關電路、電容吸收電路、飽和電感、阻斷電容及主變壓器，所述主開關電路包括超前臂IGBT和滯后臂IGBT，超前臂IGBT和滯后臂IGBT組成橋式逆變電路，所述主開關電路的輸出分別接飽和電感和主變壓器，所述電容吸收電路分別接直流+、直流—和滯后臂IGBT的中間點，所述飽和電感一端接主開關電路的輸出，一端接所述阻斷電容的一端，所述阻斷電容的另一端接所述主變壓器的一端，所述主變壓器的另一端接主開關電路的輸出端。

進一步的，所述超前臂IGBT包括Q1和Q2兩個IGBT模塊，Q1和Q2的結電容分別為C1’和C2’，Q1和Q2并聯二極管D1和D2，所述滯后臂IGBT包括Q3和Q4兩個IGBT模塊，Q3和Q4的結電容分別為C3’和C4’，Q3和Q4并聯二極管D3和D4。

進一步的，所述Q1的C1極接直流+，E1極接所述Q2的C2極，所述Q1的G1、E1兩極接驅動脈沖，所述Q2的E2極接直流－，所述Q2的G2、E2兩極接驅動脈沖；所述Q1的E1極和所述Q2的C2極同時接所述飽和電感的一端；所述Q3的C3極接直流+，E3極接所述Q4的C4極，所述Q3的G3、E3兩極接驅動脈沖；所述Q4的E4極接直流－，所述Q4的G4、E4兩極接驅動脈沖；所述Q3的E3極和所述Q4的C4極同時接所述主變器原邊的一端。

進一步的，所述電容吸收電路包括電容C01、電容C02。所述電容C01一端接直流+，另一端接所述電容C02的一端；所述電容C02一端接所述電容C01的一端，另一端接直流－；所述電容C01和所述電容C02的公共端接所述主開關電路中Q3的E3極和Q4的C4極的連接點。

進一步的，所述飽和電感一端接所述主開關電路中Q1的E1極和Q2的C2極的連接點，另一端接所述阻斷電容的一端。

進一步的，所述阻斷電容一端接所述飽和電感，另一端接所述主變壓器的一端。

進一步的，所述主變壓器的一端接所述阻斷電容的一端，另一端接所述主開關電路中Q3的E3極和Q4的C4極的連接點。

本實用新型的有益效果：

(1)本實用新型采用實現移相諧振軟開關工作方式的控制電路，開關器件上的開關應力幾乎消除，可靠性顯著提高。

(2)本實用新型采用實現移相諧振軟開關工作方式的控制電路，使逆變器逆變頻率大大提高，通過提高逆變頻率，采用此控制方式的逆變焊機，大大減輕了焊機的重量和主變壓器的體積，相對可控硅逆變焊機節能達30％。

附圖說明

構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本申請的進一步理解，本申請的示意性實施例及其說明用于解釋本申請，并不構成對本申請的限定。

圖1是本實用新型電路原理圖；

圖2是本實用新型第一工作階段電流通路圖；

圖3是本實用新型第二工作階段電流通路圖；

圖4是本實用新型第三工作階段電流通路圖；

圖5是本實用新型第四工作階段電流通路圖；

其中，1.超前臂IGBT，2.電容吸收電路，3.滯后臂IGBT，4.主變壓器，5.阻斷電容，6.飽和電感。

具體實施方式

下面結合附圖對實用新型做進一步說明：

一種可實現移相諧振軟開關工作方式的逆變器控制電路，包括主開關電路、電容吸收電路2、飽和電感6、阻斷電容5及主變壓器4，所述主開關電路包括超前臂IGBT1和滯后臂IGBT2，超前臂IGBT和滯后臂IGBT組成橋式逆變電路，所述主開關電路的輸出分別接飽和電感和主變壓器，所述電容吸收電路分別接直流+、直流—和滯后臂IGBT模塊的中間點，所述飽和電感一端接主開關電路的輸出，一端接所述阻斷電容的一端，所述阻斷電容的另一端接所述主變壓器的一端，所述主變壓器的另一端接主開關電路的輸出端。

進一步的，所述超前臂IGBT包括Q1和Q2兩個IGBT模塊，Q1和Q2的結電容分別為C1’和C2’，Q1和Q2并聯二極管D1和D2，所述滯后臂IGBT包括Q3和Q4兩個IGBT模塊，Q3和Q4的結電容分別為C3’和C4’，Q3和Q4并聯二極管D3和D4。

進一步的，所述Q1的C1極接直流+，E1極接所述Q2的C2極，所述Q1的G1、E1兩極接驅動脈沖，所述Q2的E2極接直流－，所述Q2的G2、E2兩極接驅動脈沖；所述Q1的E1極和所述Q2的C2極同時接所述飽和電感6的一端；所述Q3的C3極接直流+，E3極接所述Q4的C4極，所述Q3的G3、E3兩極接驅動脈沖；所述Q4的E4極接直流－，所述Q4的G4、E4兩極接驅動脈沖；所述Q3的E3極和所述Q4的C4極同時接所述主變器4原邊的一端。

進一步的，所述電容吸收電路包括電容C01、電容C02。所述電容C01一端接直流+，另一端接所述電容C02的一端；所述電容C02一端接所述電容C01的一端，另一端接直流－；所述電容C01和所述電容C02的公共端接所述主開關電路中Q3的E3極和Q4的C4極的連接點。

進一步的，所述飽和電感一端接所述主開關電路中Q1的E1極和Q2的C2極的連接點，另一端接所述阻斷電容的一端。

進一步的，所述阻斷電容一端接所述飽和電感，另一端接所述主變壓器的一端。

進一步的，所述主變壓器的一端接所述阻斷電容的一端，另一端接所述主開關電路中Q3的E3極和Q4的C4極的連接點。

其工作原理為：

Q1(或Q2)的開通前，通過飽和電感、主變壓器的原邊與吸收電容C01、C02的諧振，使C01(或C02)上的電壓降為零，為Q1(或Q2)創造零電壓開通條件。當原邊電流諧振到零時，由于阻斷電容C03和飽和電感的作用使其在零狀態保持一段時間,在此期間，Q3、Q4實現零開關，所述主開關電路通過控制IGBT開關，將直流電逆變成高頻交流電，所述電容吸收電路實現Q1、Q2零電壓開通條件，所述飽和電感和阻斷電容實現Q3、Q4零電流開通條件，所述主變壓器實現將高頻交流電降壓至合適的焊接電壓。

采用該控制電路的逆變器工作過程分為八個階段，前四個階段和后四個階段是對稱的。

第一工作階段：Q1和Q4導通，Q2和Q3截止，電流通路為：

直流+→Q1→L1→C03→T→Q4→直流-

如圖2所示，此階段飽和電感L1已飽和，可等效為恒流源，此階段工作原理等效為恒流源給C03充電，C03上的電壓線性上升。

第二工作階段：Q1、Q2、Q3截止，Q4導通，電流通路為：

直流+→C1’→L1→C03→T→Q4→直流-

Q1兩端電壓上升，如圖3所示，電流由支路Q1轉到支路C1’，當Q1截至時，L1仍作為恒流源折算至變壓器原邊，由于Q1的關斷，電流通路轉移至C1’支路上，給C1’充電，給C01放電，C1’、C01上電壓線性變化，電壓上升率與負載電流有關。

第三工作階段：當Q1兩端電壓達到E時，D2導通，電流通路為：

直流-→D2→L1→C03→T→Q4→直流-

如圖4所示，當C1’兩端電壓達到直流電壓時，電流支路由C1’移至D2，L1和C03組成LC振蕩電路，由于C03上電壓的阻擋作用，回路中的電流在不斷衰減，當電流小到L1的飽和電流值時，L1參與工作，L1是飽和電感，一旦退出飽和電感值將增加很大，此時回路中的電流基本上衰減很小。

第四工作階段：Q4截止，電流通路為：

直流-→D2→L1→C03→T→C01→直流+

當Q4截止時，Q4支路中流過的是L1飽和電流，電流很小，Q4可等效成零電流關斷，Q4關斷后，L1的飽和電流分別給C01、C02充放電，進行換流，電流支路由Q4轉至C01、C02，如圖5所示，當C02電壓充電至直流電壓時，電流通路為：

直流-→D2→L1→C03→T→D3→直流+

電流支路由C02轉至D4，D4導通。

Q2、Q3導通，Q1與Q4截止開始下一階段工作，下四段工作過程與第一到第四工作階段是對稱的，在此不做詳細說明。

上述雖然結合附圖對本實用新型的具體實施方式進行了描述，但并非對本實用新型保護范圍的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本實用新型的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本實用新型的保護范圍以內。