[发明专利]一种软开关逆变电焊机

说明书

技术领域

本发明涉及逆变电焊机技术领域，特别是指一种全桥逆变结构的 软开关逆变电焊机。

背景技术

逆变电焊机工作时，通过电子开关器件的反复开通和关断实现逆变 并通过逆变变压器传递功率。然而电子开关器件的开关过程一般会产生 功率损耗，而且逆变频率越高此损耗占的比例越大。电子开关器件的开 关损耗导致电子开关器件的利用率和寿命降低。为消除此不良影响，较 实用的方法是使电子开关器件实现软开关，即在零电压条件下或在零电 流条件下开通、关断，也可能在较低电流条件下或在较低电压条件下开 通、关断。

现有的全桥逆变结构电焊机技术，已有采用软开关方式方案有：全 桥移相谐振软开关方式和有限双极性谐振软开关方式。其中，有限双极 性方式以其控制简单，可靠性高应用较多。但逆变电子开关器件按以上 方法开通和关断的控制电路都采用专用驱动芯片配合各种模拟和逻辑 IC(集成电路)芯片组成，或配合PLD(可编程逻辑器件)以及各种 模拟和逻辑IC芯片组成，其中实现软开关的驱动信号的产生都依靠专 用驱动芯片或逻辑IC产生。总之，以上的两种控制方法复杂，器件 多，抗干扰能力差，可靠性低。

CPLD(复杂可编程逻辑器件)具有功能强大、价格低、可靠性高 等优点。现有逆变电焊机中，有利用CPLD产生移相控制或PWM(脉 宽调制控制)控制驱动时序信号的产品，但其产生的驱动时序是移相控 制或脉宽调制控制信号，因此电子开关器件工作在硬开关条件下，开通 关断损耗大。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种软开关逆变电焊机，解决 以往软开关控制电路复杂、器件多、抗干扰能力差、可靠性低的问 题。

基于上述目的本发明提供的一种软开关逆变电焊机，包括：一次 整流单元、逆变单元、二次整流及输出检测单元、控制单元和驱动信 号隔离放大单元；在所述控制单元中包含驱动时序信号发生电路；

输出设定和二次整流及输出检测单元的输出反馈共同输入到所述控 制单元，所述控制单元中的驱动时序信号发生电路产生驱动时序信号输 入到驱动信号隔离放大单元，驱动信号隔离放大单元的输出信号输入到 所述逆变单元的电子开关器件控制端；

其中逆变单元包括：滤波电容C5，放电电阻R5，电子开关器件 Q1、Q2、Q3、Q4，谐振电容C6，逆变变压器T1初级绕组，其中滤波 电容C5与一次整流单元的输出相连，放电电阻R5并联在滤波电容C5 两端，电子开关器件Q1、Q2、Q3、Q4组成逆变全桥并联在滤波电容 C5两端，其中电子开关器件Q1和Q2构成一个逆变桥臂作为滞后臂， 电子开关器件Q3和Q4构成一个逆变桥臂作为超前臂，谐振电容C6 和逆变变压器T1的初级绕组串联连接，谐振电容C6和逆变变压器T1 的初级绕组的其余两端分别连接到所述超前臂和滞后臂的公共连接点；

所述驱动时序信号发生电路包括有误差信号运算电路和复杂可编程 逻辑器件CPLD；

误差信号运算电路的输入与输出反馈信号和输出设定信号相连，误 差信号运算电路的输出与CPLD的输入相连；误差信号运算电路将所述 输出反馈信号和输出设定信号进行比较，计算出差异后，将和差异相对 应的信号送入CPLD，在CPLD内部根据前述输入信号运算，直接输出 有限双极性控制时序的驱动时序信号作为所述逆变单元中电子开关器件 Q1、Q2、Q3、Q4开通和关断的控制信号。

可选的，该软开关逆变电焊机进一步在逆变变压器T1初级绕组的 电流通路中串联谐振电感L1。

可选的，该软开关逆变电焊机在超前臂的电子开关器件Q3和电子 开关器件Q4上分别并联电容C7、C8。

可选的，该软开关逆变电焊机中所述一次整流单元与输入的交流电 源相连；

当软开关逆变电焊机为直流输出时，二次整流及输出检测单元的输 出作为软开关逆变电焊机的二次直流输出直接输出到焊机输出端；

当软开关逆变电焊机为交、直流输出时，二次整流及输出检测单元 的输出连接到二次逆变及输出检测单元，二次逆变及输出检测单元的输 出作为软开关逆变电焊机的二次交、直流输出直接输出到焊机输出端。

可选的，该软开关逆变电焊机在电子开关器件Q1、Q2、Q3、Q4 上分别并联吸收装置。

可选的，该软开关逆变电焊机所述电子开关器件上并联的吸收装置 由串联在一起的电阻和电容组成。