[发明专利]变极性TIG焊电源二次逆变控制电路

说明书

所属技术领域

本发明涉及变极性TIG焊电源二次逆变控制电路。

背景技术

变极性TIG焊，也称为极性参数可调的TIG焊，它是一种特殊的方波交流TIG焊，是一种输出电流频率、正负半波导通时间及幅值均可独立调节的钨极氩弧焊方法。随着人们对方波交流焊铝时的阴极雾化作用和钨极烧损情况的进一步研究发现，负半波阶段电流的大小对阴极雾化的影响远远大于该阶段时间长短对阴极雾化作用的影响。如果使负半波的电流幅值较高而导通时间较小，可同时满足阴极雾化作用和减少钨极烧损的要求。

发明内容

为解决上述问题，本发明设计了变极性TIG焊电源二次逆变控制电路。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是。

变极性TIG焊电源二次逆变控制电路由方波发生及反相电路，死区时间控制电路和正负半波幅值调节电路组成。

所述方波发生及反相电路，变极性TIG焊电源要求输出的电流频率和占空比能独立调节，频率可通过调节二次逆变开关管的导通频率来实现，占空比通过调节二次逆变开关管在一个周期内的导通时间实现。方波交流信号的实现是得到变极性电流信号的前提，本发明利用555时基电路来实现方波信号发生。

所述死区时间控制电路，由方波发生及反相电路输出的两路方波信号虽然满足在相位上严格互差180°和导通时间可以调节的特性，但是由于两组驱动信号之间没有相应的时间间隔，容易造成二次逆变开关管IGBT的直通，损坏开关器件。为了避免直通现象，需要在两路脉冲之间设置一定的死区时间。

所述正负半波幅值调节电路，变极性电流信号是一种特殊的交流方波信号，在满足频率和占空比独立调节的条件下，还需满足正负半波电流幅值分别独立调节的要求，并且正负半波电流信号的周期和频率还必须和二次逆变驱动信号保持严格的同步性。

本发明的有益效果是，通过一次逆变可获得前级恒流源，基于此，二次逆变控制采用555时基电路构成脉冲发生器，产生频率和正负半波导通时间分别独立调节的方波信号，经反相电路产生两路相位差为180°的方波信号，再经死区时间控制电路和正负半波幅值调节电路，得到两路频率、正负半波导通时间及幅值独立可调且具有一定死区时间要求的触发脉冲。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1是方波发生及反相电路图。

图2是死区时间控制电路图。

图3是正负半波幅值调节电路图。

具体实施方式

在图1中，当电源VCC接通后，电源VCC→R42→R43-a→D33→C23→“地”构成充电电路，充电时间tp1≈0.7(R42+R43-a)×C23，当电容C23上的电压略高于2/3VCC时，NE555内部管脚1和管脚7之间的放电管T导通，电容C23→D34→R41→R43-b→T→“地”构成放电回路，放电时间tp2≈0.7(R41+R43-b)×C23。则输出方波的周期T=tp1+tp2≈0.7(R41+R42+R43)*C23，输出方波的频率f=1/T=1.43/(R41+R42+R43)*C23。占空比D=tp1/T=(R42+R43-a)/(R41+R42+R43)。由分析可知，通过改变555时基电路外接电阻R42的值可实现输出脉冲频率的调节，改变555时基电路外接电阻R43-a和R43-b的比值可实现脉冲宽度的调节。由NE555的输出端3端输出的频率和占空比分别独立可调的方波信号送入反相器U16A后可得到相位差为180°的两路方波信号，然后把此信号分成两路后分别输入死区时间控制电路。

在图2中，R45和C25与R47和C26分别构成积分电路，当方波信号脉冲输入时，积分电路中电容充电延时的作用可使方波电压由零线性增加，达到反相器4069输入阀值时输出电平才跳变。当脉冲关断时，由于二极管的单向导通性，电容可通过其构成回路，瞬间放电，不会造成延时，这样就在两路脉冲之间形成一定的时间间隔。通过调整R45和C25与R47和C26的值就可调节两路驱动信号的时间间隔，得到符合二次逆变所要求的死区时间。

在图3中，反相器U16C和U16D输出的两路驱动脉冲信号（满足相位上严格互差180°，且频率及导通时间可调）和比较器U18A和U19A（LM324）相比较后，得到频率和周期与二次逆变部分开关管IGBT的驱动信号严格同步的脉冲信号，此信号再反馈作为前级恒流源的给定值。通过调节可调电阻VR5和VR6的值就能实现正负半波幅值的调节。