[实用新型]一种软开关IGBT双逆变式方波交直流钨极氩弧焊电源

说明书

技术领域

本实用新型涉及氩弧焊电源技术领域，特别涉及一种软开关IGBT双逆变式方波交直流钨极氩弧焊电源。 

背景技术

在氩弧焊电源领域，国内外传统的交、直流氩弧焊电源主要有两种：(1)由弧焊变压器和硅整流器组成，并通过变换输出正弦交流或直流电供TIG氩弧焊使用；(2)以硅整流器和晶闸管整流器输出直流，并在直流输出端再加整流桥，通过整流桥串有电抗器的对角线输出近似的方波交流。一般来说，整流式电源工作相对可靠，技术上也比较成熟，但目前整流式电源存在设备体积庞大、笨重、能耗高、效率低等缺点，而且由于其结构和控制方式的原因，容易造成动静态特性方面不够理想，只能获得近似的方波交流，存在过零点不够快、电弧稳定性欠佳、可控参数少、不灵活等缺点，不能很好的满足TIG氩弧焊(钨极氩弧焊)的工艺要求。 

目前，较为先进的高频IGBT逆变式方波交流与直流钨极(TIG)氩弧焊电源技术，可以克服上述存在的部分缺点，但由于其采用硬开关逆变技术，因此需要在较高压和较大电流情况下进行硬(强逼)开关，这就容易引起开关应力大的问题，同时也存在着易产生高压高频震荡的情况，不仅会对电网和其它电子设备产生电磁干扰、损害功率IGBT管组，也会造成开关损耗大和难以进一步提高频率和效率的问题。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种结构较为简单、电磁兼容性较好的软开关IGBT双逆变式方波交直流钨极氩弧焊电源。 

本实用新型的技术方案为：一种软开关IGBT双逆变式方波交直流钨极氩弧焊电源，包括机箱和内置电路，所述内置电路包括双逆变主电路单元、电流比较驱动电路单元和参数调节单元； 

(1)双逆变主电路单元包括依次连接的以下各模块： 

整流滤波模块，用于将来自工频交流电源的交流电转换为平滑的直流电； 

一次高频逆变模块，通过控制其内部IGBT的开关周期，将整流滤波模块输出的直流电转换，提供25～30KHz的高频交流高压电； 

功率变压模块，用于将一次高频逆变模块提供的高频交流高压电转换成符合焊接工艺要求的大电流低电压高频交流电； 

高频整流缓冲吸收模块，用于将大电流低电压高频交流电转换为平滑的直流电； 

二次逆变模块，通过控制其内部IGBT的开关周期，将高频整流缓冲吸收模块输出的直流电转换，输出方波交流电； 

整流滤波模块的输入端与三相工频交流电源连接，二次逆变模块的输出端外接电弧负载； 

(2)电流比较驱动电路单元包括以下模块： 

负载电流检测模块，用于检测双逆变主电路单元向电弧负载输出电流的各项参数，得到各项参数检测值； 

脉冲参数给定模块，用于设定输出电流的各项参数，得到各项参数设定值； 

比较器，用于比较输出电流各项参数的检测值和设定值，并将比较结果分别送至单片机通讯协同控制模块和一次高频逆变移相脉宽调制模块； 

单片机通讯协同控制模块，用于计算来自比较器的比较结果，产生两路PWM信号，并分别将这两路信号输送给一次高频逆变移相脉宽调制模块和二次逆变脉宽调制模块； 

一次高频逆变移相脉宽调制模块，结合来自单片机通讯协同控制模块的PWM信号和来自比较器的比较结果，控制和调制一次高频逆变驱动模块的导通与关闭时间及其工作规律； 

一次高频逆变驱动模块，用于把一次高频逆变移相脉宽调制模块的脉冲信号进行功率放大、隔离，并驱动一次高频逆变模块中IGBT的导通与关闭及其工作规律； 

二次逆变脉宽调制模块，根据来自单片机通讯协同控制模块的PWM信号，控制和调制二次逆变驱动模块的导通与关闭及其工作规律； 

二次逆变驱动模块，用于把二次逆变脉宽调制模块脉冲信号进行功率放大、隔离，并驱动二次逆变模块中IGBT的导通与关闭及其工作规律； 

高频引弧模块，用于向电弧负载输出高频信号，在高压高频下实现非接触引弧；