软开关全桥PWM主电路拓扑结构在逆变焊接电源中的应用.pdf

软开关全桥PWM主电路拓扑结构在逆变焊接电源中的应用pdf,综述与评论丢失等问题。ZV7Cs方式克服了上述缺点,在这种方式中,超前桥臂实现κVS,滯后桥臂实现ZCS。这对于以IGBT作为开关器件的功率电源来说,可大大减小由于IGBT关断电流拖尾现象产生的损耗,另外,又可解决ZVS方式中滞后桥臂ZS条件实现难的问题。FB- ZVZCS-PWM逆变器在大功率变换应用中具有巨大的发展潜力。4.1利用超前桥臂|GBT的反向雪崩击穿电压vD,如图1所示,IGBT(Q-Q)均为反向续流二极管,Qn,Q2组成超前桥臂;Q,Q组成滞后桥图2变压器原边加隔直电容和二极管的 ZVZCS臂。当Q4(或Q2)在某一时刻关断,Q2(或Q1)全桥逆变器原理图上的反向电压使其产生反向雪崩,变压器漏感该电路的特点:(1)低损耗的饱和电抗器很难设储存的能量全部损耗在Q2(或Q)上,致使原边计,用二极管代替饱和电抗器克服了饱和电抗器的电流下降到零,使Q能够在零电流下关断,Q能损耗;{2)使用隔直电容克服了变压器的偏磁问题。够在零电流下开通(3。4.3在变压器副边采用有源箝位在变压器副边采用有源箝位的 ZVZCS全桥逆变器如图3所示3,与上述电路的区别在于:电路是在变压器副边引入一电压源,当原边电流续流时,开C通有源开关管Q,将箝位电容C上的电压反射到原边,作为一反向阻断电压源,使原边电流迅速下降到零,从而为滞后桥臂开关管提供零电流条件。4图1利用超前桥臂反向雪崩击穿电压的FB- ZVZCS-PWM逆变器原理图该电路的特点:(1采用有限双极性控制方式与移相式控制方式相比,Q2与Q之间的死区时间VD不v本c随占空比改变而改变;(2〕由于超前桥臂IGBT两端的缓冲电容和寄生电感作用,将会有环流振荡产生,图3变压器副边采用有源箝位 ZVZCS2,Ⅰ4正是为了消除振荡。的全桥逆变器原理图4.2利用隔直电容和二极管该电路的特点:(1)由于在副边增加了箝位电容变压器加隔直电容和二极管的刀VZCS全桥逆和有源开关,使副边输出电压的占空比大于原边电变器采用移相PWM控制方式见图2)4,超前桥警压占空比,即产生“占空比增大效应”:2)箝位开关Q,Q3在 Snubber电容作用下零电压关断,同时利用管Q采用的是硬开关;(3)原边电流复位时间比较变压器漏感L与C1,C3谐振,实现零电压开通;利显用隔直电容C构成反向阻断电压源,在原边电流续另一种有源箝位FB- ZVZCS-PWM逆变器是在流期间,使原边电流复位,为潸后桥臂Q,Q零电流变压器剧边采用改进的能量恢复缓冲电路,如图开关提供条件。该电路通过在滞后桥臂串联二极管4所D3,D,使滞后桥臂开关管由双向开关变为单向开改进的能量恢复缓冲电路由4个快恢复二极管关,克服了反向振荡电流。(D)-D2),两个电容Cs,Cs以及D,组成。D连42万方数据Automation Instrumentation 2002(1)综述与评论当下降到与V相同时,D导通,从而V随变化。由于C≯C及C3,则V减小速度慢。当C放R电到零,Q在零电压下开通,原边处于续流阶段。副边反射电压构成反向阻断电压源,使原边电流迅速减小,直至下降到零,这时Q和Q2可在零电流下关图4变压器副边采用改进能量缓冲电路的 ZVZCS断或导通。全桥逆变器原理图该电路特点:(1)所有主开关管以及二极管具有接在输出滤波电容C、和Cs之间,使C3两端电压最小的电流、电压;(2)开关管的零电流,零电压开关箝位,进而减小副边电压瞬时过压现象。该电路与范围大上述有源箝位电路工怍原理基本相同,都是由副边全桥零电压雯电流(FB- ZVZCS-PWM)软开提供阻断电压源,使原边电流在续流期间迅速复关逆变器的特点:(1)利用阻断电压源使原边电流复位。但改进的能量恢复缓冲电路无有源开关,从而位到零,从而为滞后桥臂开关管提供零电流开关条可降低变换器的成本和控制难度件,改善了功率开关器件IGBT的开关性能;(2)电4.4利用变压器附加绕组路中的占空比损失几乎可以忽略,环流能量较小;前述几种全桥FB- ZVZCS-PWM逆变器虽然都(3)负载输出对功率开关管软开关条件的实现影响实现了滞后桥臂开关管的零电流开通或零电流关不大。断,但仍存在一些不足之处。例如,利用超前桥臂这些特点决定了全桥零电压零电流软开关IG-IGBT的反向雪崩击穿电压在使原边电流复位时,使BT式逆变焊机的广阔发展前景。用了有损元件,降低了变换諝的整体效率;而采用有源箝位,不是提高了变换器成本和控制难度,就是副5结论边箝位电路太复杂。利用变压器附加绕组是针对以逆变焊接电源已经从传统机电产品转变为现代上问题提出的一种改进型FB- ZVZCS-PwM变换电子产品。其发展取决于新的元器件、新的电路拓器51,如图5所示扑结构和新的控制方法的发展。软开关技术的应用推动了逆变焊接电源的进一步发展,提高了其安全性、可靠性。全桥零电压零电流PwM逆变焊接电源以将成为焊接电源的发展方向。NiN+参考文献[]赵家瑞.弧焊逆变电源主电路拓扑的发屉现状[J].电焊机,v2000,30(8):13~16sD[2]蔡宣三.开关电源发展轨迹[J.电源,200041:42-43「3王聪.软开关功率变换器及其应用[M1.北京:科学出版社200O.图5利用变压器咻加绕组的 ZVZCS全桥逆变器原理图[41陈延明,王志强曹彪,等一种新型的移相软开关变换电路基本工作原理:采用移相PWM控制方式,由].电力电子技术,1999(2):12[5 Jung-Goc Cho Ju-Won Baek, Chang- Youg Jeong NovelQnQ组成超前桥臂:Q,Q组成滞后桥臂。变压器ra-Vollage and Term -CurrerFull Bridg原边与副边匝数比(N:N2)比原边与附加绕组匝数Conventer [sing Transformer Auxiliary Winding J],IEEE比(N:N3)大2倍以上。假定初始时刻Q1和Q导Transactions on Power Electronics, 2000, 15(2): 250-.256通,则输入电源向输出传递能量,C通过d和d1被61hn-skm,Ke- Yeon Joe;som- Gu park. An Imprved充电。在某一时刻关断Q,与其它移相式全桥变换ZVZCS PWM FB DC/DC Conventer Using the Modified EnergyRecovery Snu bberl C|. IEEE,, 2000, 119-124器相同,Q在 Snubber电容作用下零电压关断之后,[7 Pietkie wicz A, Tallik D. Operation cf High Power Soft- SwItchingC,C3与变压器漏感L构成的谐振电路开始谐振:Phase- Shitted Full bridge dc-dc Conyenter Under extreme原边电压下降,则副边整流桥电压V也随之下降,Conditions C|.IEEE, 1994.142-147卢动化秀数据2(143软开关全桥PWM主电路拓扑结构在逆变焊接电源屮的应用旧万万数据WANFANG DATA文献链接作者:倪眚.齐铂金,赵品,陈景式作者单位:北京航空航天大学机械学院,北京,10083刊名自动化与仪表sTcP莫文刊名automation INstrumentation年,卷(期):20217:1被引用次数:1次参考文献条)1.PietkiewiczA:Tollik D OperaTion.ul ligh Puwer SolL- SwiLchingPlase-Shifted Full Bridge DC-DCConventer Uader Extreme Conditions 19342. Eun Soo Kim: Kee-Yeon Joe: Soom-Gu Park An ImprovedZVZCS PWM FB DC/DC Conventer Using the ModifiedEnergwRecovery Snubber 20003. Jung Goo Cho; Ju -Won Biek; Chang- Y: ng Jeong NovelZeru-vo1Lage and Zero- Current -Switching Fullidge PWMConver: ter Using Transformer Auxiliary Winding[外文期刊]20002)1.陈延明;王志强;曹彪一种新的移相软开关变换电路L堐刊论文」-电力电子技术1999(015王聪软开关功率变换器及其应用20006.蔡宣三开关电源发展轨迹[期刊论文]-电源2000(04)7.起家瑞弧焊逆变电源主电路抔扑的发展现状[期刊论文]-电焊杋20008文献(1条L.吴卫华.沈锦飞一种新型超声波塑焊电羱的硏[期刊论文]-自动化仪表2007(2)本文链接http://d.g.wantangdaa.comcn/periodicAlzdhyyb200201014.aspx