[发明专利]一种用于提高逆变式弧焊电源IGBT工作可靠性的电路

说明书

本发明公开了一种用于提高逆变式弧焊电源IGBT工作可靠性的电路，涉及逆变式弧焊电源，解决了滞后臂不易实现零电流关断的问题。本发明包括PWM控制电路，PWM控制电路包括相互连接的超前臂PWM控制电路和滞后臂PWM控制电路，超前臂PWM控制电路和滞后臂PWM控制电路之间连接有滞后臂延时电路，滞后臂延时电路包括二极管V1、电阻R1、电阻R2和电容C1；电阻R1、电阻R2相互串联后与二极管V44并联，二极管V1的正极、电阻R2均与第一节点连接，第一节点接入滞后臂PWM控制电路，二极管V1的负极、电阻R1均与第二节点连接，第二节点接入超前臂PWM控制电路，电阻R1与电阻R2的共有端与电容C1的一端连接，电容C1的另一端接地。本发明能实现滞后臂延时关断等优点。

技术领域

本发明涉及逆变式弧焊电源，具体涉及一种用于提高逆变式弧焊电源IGBT工作可靠性的电路。

背景技术

目前市场上出售的逆变式弧焊电源，多数为全桥IGBT逆变电源，IGBT工作方式分为硬开关和软开关两种。

硬开关工作状态，IGBT开关损耗大、发热量大。选用IGBT时，必须选择性能可靠、设计裕量要求大；必须使用足够大的散热器，材料成本高。

软开关工作状态，IGBT无开关损耗，对IGBT参数要求不高，裕量要求小，IGBT工作可靠性高。但是软开关电路的PWM控制电路更复杂，如图3所示，PWM控制电路包括超前臂PWM控制电路和滞后臂PWM控制电路，PWM控制电路的输入端接收PI控制信号，两个输出端分别连接超前臂IGBT驱动控制电路及滞后臂IGBT驱动控制电路，超前臂IGBT驱动控制电路的输出端连接超前臂IGBT-1及超前臂IGBT-2，滞后臂IGBT驱动控制电路连接滞后臂IGBT-3及滞前臂IGBT-4；超前臂为活动臂进行PWM调节，滞后臂为固定臂不进行PWM调节，超前臂与滞后臂各自互补导通，输出功率的调节是由调节超前臂的脉宽来进行。

在实际使用过程中的软开关工作状态如图1所示，包括超前臂G1、超前臂G2、滞后臂G3、滞后臂G4；超前臂和滞后臂导通时，电流依次流过电容C1、变压器TM1、电容C3、电感L1及滞后臂V4后从负极输出；如图2所示，当超前臂IGBT关断后，变压器漏抗形成的环流，电流从变压器TM1流出依次经过电容C3、电感L1、滞后臂V4、滞后臂V2流回变压器TM1。但是，逆变式弧焊电源的输出功率达到极限时，超前臂IGBT驱动脉宽将达到最大，与滞后臂脉宽相等。超前臂IGBT关断后初级回路没有足够的时间释放回路电感储存的能量，将导致滞后臂IGBT关闭时不是零电流关断，滞后臂IGBT发热增加从而增加IGBT损坏的可能。而弧焊电源的使用功率输出范围要求很宽，往往有超出额定功率使用的情况，甚至在特殊情况下可能出现短时间工作在功率输出极限，致使IGBT超前臂工作到最大脉宽状态，导致滞后臂IGBT不易实现零电流关断。

发明内容

本发明目的在于提供一种用于提高逆变式弧焊电源IGBT工作可靠性的电路，解决软开关工作状态下，弧焊电源的使用功率输出范围要求很宽，往往有超出额定功率使用的情况，甚至在特殊情况下可能出现短时间工作在功率输出极限，致使IGBT超前臂工作到最大脉宽状态，导致滞后臂IGBT不易实现零电流关断的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

如图4、图5所示，一种用于提高逆变式弧焊电源IGBT工作可靠性的电路，包括PWM控制电路，所述PWM控制电路包括相互连接的超前臂PWM控制电路和滞后臂PWM控制电路，所述超前臂PWM控制电路和滞后臂PWM控制电路之间连接有滞后臂延时电路，所述滞后臂延时电路包括二极管V1、电阻R1、电阻R2和电容C1；所述电阻R1、电阻R2相互串联后与二极管V44并联，所述二极管V1的正极、电阻R2均与第一节点连接，所述第一节点接入滞后臂PWM控制电路，二极管V1的负极、电阻R1均与第二节点连接，所述第二节点接入超前臂PWM控制电路，所述电阻R1与电阻R2的共有端与电容C1的一端连接，电容C1的另一端接地。优选电阻R1的值为5.6K，电阻R2的值为2K，电容C1的值为1nF，二极管的型号为IN4148。