李永超-开题报告

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1、毕业设计（论文）开题报告毕业设计(论文)开题报告题目：ZX7-400逆变电源系统研究学生姓名：李永超学号：080602209专业：材料成型及控制工程指导教师：王军2012年3月30日-11-毕业设计（论文）开题报告1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述：ZX7—400焊接电源为直流下降特性逆变焊接电源。逆变焊接电源由于其频率的提高，具有高效节能、省材轻巧、动态响应快，电气性能、焊接工艺性能优良等优点[1]，是电焊机发展方向之一。逆变焊接电源的结构可以分为两部分，从电网将电能传递给负载的

2、电路称为主电路，其余部分为控制电路[2]。1.1主电路逆变焊机主电路由输入整流滤波电路、逆变电路、输出整流滤波电路组成，其中逆变电路为关键电路。1.1.1逆变电路基本形式目前逆变电路的基本形式主要有推挽式、全桥式、半桥式和单端式等[3]，分别具有以下特点[1,4]：（1）推挽式两功率开关管轮流通断，经降压整流后输出直流电，开关管承受两倍以上输入电压，对耐压要求较高，一般只用于晶闸管式逆变器。（2）全桥式可选用四只IGBT，构成的2个桥臂都有产生直通的可能，因此控制电路复杂。变压器原边绕组的电压为E，适合大功率输出，但极易产生偏磁。（

3、3）半桥式抗偏磁能力强，但有出现直通的可能。因变压器原边绕组电压是E/2，适合中等功率的逆变焊机。（4）单端式不会出现高频变压器偏磁，但磁芯利用率低，不易实现大功率输出。为解决该问题就需要多组并联，进而会出现多路输出同步、均流、抗干扰等问题。应用IGBT时，其主电路主要为后三种，其电路拓扑简图如图1所示。(a)单端（b）半桥（c）全桥图1逆变焊机主电路-11-毕业设计（论文）开题报告1.1.2功率开关的选取目前用于逆变式手弧焊电源的功率电子器件主要分为三大类[3]：（1）双极型器件，以晶闸管（SCR）为最典型，属半控器件，无自关功能

4、，且开关频率低（0.5—5kHz），有噪声，主要用于工作频率较低的弧焊逆变器。（2）单极性器件，以场效应管(MOSFET)为最典型，属电压控制器件，控制方便，热稳定性好，抗干扰能力强，开关频率达500kHz。但其缺点是导通压降大，单只器件容量大，即使较小容量的弧焊电源仍需多只场效应管，多只器件并联会引起动态均流问题。（3）混合型器件绝缘栅双极晶体管(IGBT)，它是MOSFET管与双极性晶体管构成的复合器件，是一种高频率和大功率结合的器件，既保留了MOSFET管的高开关频率、高输入阻抗、电压驱动、无二次击穿和安全工作区域较宽等优点，

5、又解决了MOSFET管高耐压与低导通电阻之间的矛盾，开关频率大(10—40kHz),目前在容量较大的弧焊电源中已成为主流器件。1.1.3逆变技术逆变技术对IGBT的参数要求并不是一成不变的，逆变技术已从硬开关技术、移相软开关技术发展到双零软开关技术，各技术之间存在相辅相成的纽带关系，同时具有各自的应用电路要求特点，因而，对开关器件的IGBT的要求各不相同。以下为典型的逆变电路拓扑及IGBT的选择[5]：（1）硬开关电路拓扑此种工作方式，IGBT对角同时开通和关断，产生开关损耗，在损耗的组成中，关断损耗所占比例更大，因此选择快速型IG

6、BT，尤其关断时间较短者为佳。其电路拓扑如图2所示。图2硬开关电路拓扑-11-毕业设计（论文）开题报告（1）移相软开关电路拓扑此种工作方式，同组IGBT的开通和关断存在一定的相位，IGBT的开关损耗较小，但导通损耗大，且IGBT续流二极管的工作时间长，选择低通态的IGBT而且要求续流二极管的通流能力强。其电路拓扑如图3所示。图3移相软开关电路拓扑（2）双零软开关电路拓扑此种工作方式，同组的IGBT同时开通，但不同时关断，IGBT的开关损耗非常小，在其损耗组成中，通态损耗所占比例较大，选择低通态的IGBT为佳。其电路拓扑如图4所示。图

7、4双零软开关电路拓扑1.2控制电路-11-毕业设计（论文）开题报告控制电路包括脉宽生成电路、驱动电路、反馈电路、软启动电路及各种过流、过压、欠压、过热保护电路。其工作过程为工频交流电经整流滤波后的直流电压为逆变主电路供电，PWM的输出信号驱动逆变电路，再通过高频变压器得到高频电压，由高频整流滤波后，从而输出直流电压。而输出反馈信号经光电耦合器隔离反馈给脉冲调制器，通过与脉冲调制器中误差放大器的基准电压比较，可控制脉冲调制器的输出占空比，以调节输出电压。与脉宽生成电路相配套的集成芯片主要有SG3525、TL494、UC3842等，这些

8、芯片是组成控制电路的核心，当主电路出现过流、过压或温升异常时，通过反馈电路可直接封锁脉冲输出端[4,6]。1.2.1脉宽生成电路SG3525是电流控制型PWM控制器,不仅具有可调整的死区时间控制控制功能，而且还具有可编式软启动，脉冲控