软开关逆变弧焊电源两级连续pwm控制方法

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1、第45卷第10期电力电子技术Vo1．45，No．102011年10月PowerElectronicsOctober201l软开关逆变弧焊电源的两级连续PWM控制方法姚瑶，包晔峰，姚河清(河海大学，机电工程学院，江苏常州213022)摘要：针对传统脉宽调制(PWM)软开关控制模式下难以实现在全功率范围调节逆变弧焊电源输出的问题，提出一种两级连续PWM控制方法。引入PWM控制信号为负状态，使弧焊电源能在全桥和半桥两种不同的逆变电路模式下切换，不仅解决了逆变弧焊电源全功率输出的问题，而且有效的提高了逆变电源的动态响应速度。关键词：

2、逆变弧焊电源；脉宽调制；软开关中图分类号：TN86文献标识码：A文章编号：1000—100X(2011)10—0004—03ANewControlMethodofTwo-stageContinuousPWMforSoft—switchingInverterweldingPowerSourceYAOYao，BAOYe—feng，YAOHe—qing(HohaiUniversity，Changzhou213022，China)Abstract：Basedonthedificultyinachievingaextremelywid

3、epowerrangeofinverterweldingpowersourceunderconventionalPWMsoft·switchingcontrolmethod，anewcontrolmethodoftwo—stagecontinuousPWMisdeveloped．ThenegativePWMcontrolsignalisintroducedtorealizethenewcontrolmethod，maincircuitmodeofinverterpowersourcecanswitchbetweenfull-

4、bridgeandha~bridge．Theexperimentalverificationsprovidegoodconditionsovertheentirepowerrangeandalsomeettherequirementofdynamicresponseratetoweldingpowersource．Keywords：inverterweldingpowersource；pulsewidthmodulation；soft—switching1引言Cl软开关技术是减小逆变弧焊电源功率开关损耗的核心技术．而PWM软

5、开关电路在逆变弧焊同冈『电源中应用尤为广泛。其基本特征是：仅在短暂的功率器件换流期间应用谐振原理，实现零电压或同罔『零电流的控制⋯。(a)软开关逆变电源丰电路(b)控制波形2一种全桥逆变软开关控制方法图l软开关弧焊逆变电源主电路及控制波形一种软开关逆变弧焊电源的主电路如图la所示，其功率开关的驱动脉冲波形如图1b所示，状态3当VD两端电压为零时，电感通过其软开关实现过程分以下几个状态【2^31：VT，VD，续流释放能量，此时VD，将VT3两端的状态1VT，VT4同时开通，逆变电路正向导电压箝位为零，为VT3零电压开通创造了条

6、件，续通，变压器初级向次级传递能量，电感LR,L，储能。流完毕后，VT1零电流关断。状态2VT4关断，VT，继续开通时，通过状态4VT，VT3同时导通，逆变电路反向导回路—VT。一C一变压器初级绕组L一通，电路开始后半周期的工作，其工作过程与前半c2一进行充电，C通过回路VT，一C_+变压周期完全相同。器初级绕组L。C放电，直至将点电位此种PWM调节模式控制信号为零时，VT3与拉高至；由于C。和C电容量较大，C：电压上升VT4始终处于关断状态；VTl，VT2保持最大占空较慢，使得VT4能实现近似零电压关断。比。此时电源输出功

7、率最小，但输出功率并不为零。当仅有VT，VT：轮流导通而VT3，VT4保持关定稿日期：2011一O3—18断时，VT。，VT：和C，C组成半桥逆变电路，其工作者简介：姚瑶(1982一)，女，硕士，研究方向为弧焊设作过程分以下几个状态：①VT导通，VT关断时，备和焊接过程自动控制。电源对充电，C放电，电路正向导通，变压器由4软开关逆变弧焊电源的两级连续PWM控制方法初级向次级传递能量，，。储能；②当B点的电PWM控制方法，控制系统结构如图3所示。该控位升至时，对C：充电完毕，此时c两端电压为制系统是以DSP为核心，DSP具备强

8、大的数据处零，VD3导通，电感能量通过￡1k一R—VD3一VT一理能力和稳定性，其控制流程通过软件编程实现。续流回路释放；③VT导通时，C充电，C2放电，采用数字化PI调节方式，电源可实现恒压、恒流电路反向导通，当B点电位降至零时，对C的充或需要的其他特性输出。主电路逆变功率管IGBT电完