[实用新型]开关电源抗偏磁的控制电路装置

说明书

本实用新型涉及一种开关电源抗偏磁的控制电路装置。

在现有技术中，大功率弧焊电源的并关器件采用全桥式电路，故变压器利用率高，电流与电压分配合理。但出于在焊接过程中，负载变化快，经常出现负载—短路，短路—空载的情况，电流变化剧烈，故全桥电路容易发生直流偏磁积累和硬开关等现象。采用严格选择大功率管，加大变压器铁芯气隙。在变压器初级绕组上串联电容，隔直流电压等防止偏磁的措施，都没有针对电流偏磁积累这一问题存在的根结而彻底的解决。

本实用新型的目的是提供一种成本低，通用性强，工作稳定性高的开关电源抗偏磁的控制电路装置。

为了达到上述目的，本实用新型采用技术方案为：

一种开关电源抗偏磁控制电路装置，其特殊之处在于：上述控制电路装置包括霍尔传感器1，斜波发生器2，反相加法运算器3，及电压比较器4；开关电源的两驱动信号A、B的输出端接斜波发生器2的输入端，斜波发生器2的输出端与霍尔传感器的电流信号i的输出端接入反相加法运算器3的反相输入端，反相加法运算器3的输出端接电压比较器4的反相输入端，电压比较器4的正相输入端接入电压Vg，其输出端接入PWM主控芯片。

所述斜波发生器2为可调式斜波发生器。

所述霍尔传感器1为磁补偿式电流传感器。

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明：

图1为全桥式逆变器原理图；

图2为发生轻微偏磁时的电流波形图；

图3为发生严重偏磁时的电流波形图；

图4为本实用新型的连接电路框图；

图5为本实用新型的内部线路图；

参见图1，在全桥式弧焊逆变器的电路中，根据他激式全桥电路匝数的计算公式：Np＝50*U*T_oN/(B*S)推导出变压器磁感应强度B＝50*U*T_oN/(Np*S)，其中N_P为变压器初级匝数，U为变压器工作期间所加的电压，T_oN为导通脉冲的宽度，S为变压器铁心的有效截面积。因变压器工作期间所加的电压U与脉冲信号由控制电路向功率级传递时，其导通脉冲的宽度T_oN都很难保证不变，故偏磁现象就会发生。此时，虽然磁感应强度B随T_oN的增加仍成线性增加，但磁化电流却迅速增加，如图2电流波出现翘层现象是磁化电流迅速增加而造成的。当偏磁严重积累时，电流波形发生如图3所示的严重的变形。

本实用新型采用峰值电流逐周反馈控制方法，可在全桥式弧焊逆变器的电路中增设斜波补偿电路来控制偏磁现象的发生。本控制电路逐周检测一次电流，将其与一给定电压进行比较，当电流某一周发生翘尾现象时，控制电路将此周提前一些关断，从而防止偏磁积累而造成的影响。如图4，本装置的外部电路从PWM主控芯片输出的综合信号C与霍尔传感器将流经大功率管的电流信号i输入抗偏磁装置，经此装置运算后，输出反馈信号G给PWM控制芯片。

下面结合图5本装置的内部线路图，详细介绍本装置工作过程。本装置包括斜波发生器2与反相加法运算器3和电压比较器4和霍尔传感器1。磁补偿式霍尔电流传感器1将流经大功率管的电流信号检测出的信号i输入反相加法运算器3的反相输入端。而经PWM主控芯片输入的两驱动号A、B经斜波发生器2后，其输出的信号D也输入反相加法运算器3的反相输入端。经反相加法运算器3的运算输出脉冲信号F。因经斜波发生器发生的斜波信号与两驱动脉冲A、B同步等宽，也就和霍尔电流传感器所测得的电流信号同步、等宽。故经反相运算器3后，斜波信号D起到一个增大电流信号斜率的作用。被增大斜率的脉冲信号F输入电压比较器4的反相输出端与一指定的控制信号Vg进行比较，当峰值达到Vg时，比较器翻转，输出一尖脉冲信号给PWM控制器，从而将此周关断，从而实现逐周控制，偏磁无法积累，使磁化曲线一直工作在线性阶段。故防止直流偏磁和硬开关现象。在本装置中通过调节斜坡发生器，可产生不同斜率的脉冲信号，从而产生不同的信号放大效果。此装置在PWM移相软开关(ZVS)电路中的也适用。

本实用新型由于抗偏磁电路装置采用峰值电流逐周反馈电路和斜波补偿电路，因而具有以下优点：

①工作稳定性高，因采用峰值电流逐周反馈，因而使偏磁无法积累，磁化曲线一直在线性段工作，因而整机的稳定性得到了有效的保证。

②成本低，由于无需采用加大铁芯气隙的办法，加大成本来增大偏磁许可范围，提高抗偏磁能力。

③通用性强，由于该装置加入PWM主控电路，在正常状态下并不影响主控电路工作，所以对任何PWM控制和任何控制方式都可用。