[发明专利]一种半桥软开关逆变式焊割机

说明书

技术领域

本发明涉及的是逆变电焊机领域，尤其是一种具有半桥软开关结构的逆变式焊割机。

背景技术

目前的逆变式焊割机，一般都采用硬开关的逆变方式，逆变器的开关器件工作在硬开通和硬关断的状态下，这种方式的焊割电源有着以下的缺点：

逆变器的开关器件电压电流应力很大，很容易失效和被损坏。

开通和关断时在逆变器的开关器件上有很大的电压、电流重叠时间，使得开通和关断时产生很大的功率损耗，开关器件发热严重，极易因过热而损坏。为满足基本的可靠性，在散热装置上需要很大的花费。

逆变器的开关器件在开通和关断时有很高的电压变化率和电流变化率，这样会产生很强的电磁干扰，使得EMC措施变得很难实施。

要摒除硬开关逆变焊割机的这些缺点，必须采用软开关逆变器，业内也有采用移相全桥的软开关逆变电源技术的逆变式焊割机；如中国发明专利公开号“CN 101618472”名称为“一种软开关逆变电焊机”的专利公开了一种包含软开关的逆变电焊机、包括：一次整流单元、逆变单元、二次整流及输出检测单元、控制单元和驱动信号隔离放大单元；在所述控制单元中包含驱动时序信号发生电路；输出设定和二次整流及输出检测单元的输出反馈共同输入到所述控制单元，所述控制单元中的驱动时序信号发生电路产生驱动时序信号输入到驱动信号隔离放大单元，驱动信号隔离放大单元的输出信号输入到所述逆变单元的电子开关器件控制端；其中逆变单元包括：滤波电容C5，放电电阻R5，电子开关器件 Q1、Q2、Q3、Q4，谐振电容C6，逆变变压器T1初级绕组，其中滤波电容C5与一次整流单元的输出相连，放电电阻R5并联在滤波电容C5 两端，电子开关器件Q1、Q2、Q3、Q4组成逆变全桥并联在滤波电容 C5两端，其中电子开关器件Q1和Q2构成一个逆变桥臂作为滞后臂，电子开关器件Q3和Q4构成一个逆变桥臂作为超前臂，谐振电容C6 和逆变变压器T1的初级绕组串联连接，谐振电容C6和逆变变压器T1 的初级绕组的其余两端分别连接到所述超前臂和滞后臂的公共连接点；其特征在于，所述驱动时序信号发生电路包括有误差信号运算电路和复杂可编程逻辑器件CPLD；误差信号运算电路的输入与输出反馈信号和输出设定信号相连，误差信号运算电路的输出与CPLD的输入相连；误差信号运算电路将所述输出反馈信号和输出设定信号进行比较，计算出差异后，将和差异相对应的信号送入CPLD，在CPLD内部根据前述输入信号运算，直接输出有限双极性控制时序的驱动时序信号作为所述逆变单元中电子开关器件 Q1、Q2、Q3、Q4开通和关断的控制信号。

该种移相全桥的软开关结构能基本摒除上述3个缺点，但是却会产生以下的不足：

1.移相全桥的软开关逆变电路很难在空载﹑轻载和短路情况下满足软开关的条件。

有固有的环流需要抑制，为此PWM电路会损失占空比，为满足输出电压的要求，往往提高逆变变压器的变比，这样就加重了逆变开关器件的电流应力。

需要四组载流能力和耐压都相同的电力开关半导体器件，器件成本相对较高。

发明内容

针对以上问题，本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单、实施成本较低、开关电压应力和电流应力都大为减小的半桥软开关逆变式焊割机，

为达到以上目的本发明的技术方案：

一种半桥软开关逆变式焊割机，包括按照电流流向方向而顺序连接的：输入滤波电路、一次侧整流滤波电路、半桥软开关逆变电路、隔离变压电路和二次侧整流滤波电路以及主控制板电路，主控制板电路既和二次整流滤波电路连通又和半桥软开关逆变电路连接；

其中，所述半桥软开关逆变电路包括：顺向串接的第一、第二绝缘栅场效应电力开关器件组成的主逆变电路半桥，反向串接组成辅助开关电路的第三、第四绝缘栅场效应电力开关器件，与所述第一、第二、第三、第四四只绝缘栅场效应电力开关器件的栅极分别单独串接的第一、第二、第三、第四驱动电阻，连接在第一绝缘栅场效应电力开关器件两极之间的第一阻容吸收电路，连接在第二绝缘栅场效应电力开关器件两极之间的第二阻容吸收电路。