[发明专利]一种等离子切割电源装置及双桥移相功率结构拓扑方法

权利要求书

1.一种等离子切割电源装置，其特征在于，包括多级耦合双桥倍频拓扑结构、低频引弧装置及电源控制器：

所述多级耦合双桥倍频结构包括多级耦合电感及双桥拓扑结构；所述双桥拓扑结构由两组H桥结构组成，所述两组H桥包括四个输出端P1、P2及N1、N2；所述多级耦合电感由两组耦合电感组成，所述每组耦合电感包括公共输出端和两个电感连接端，所述公共输出端之间连接所述低频引弧装置，所述电感连接端分别连接至所述两组H桥结构的所述输出端P1、P2及N1、N2；

所述低频引弧装置包括割据、电极及喷嘴，所述电极和喷嘴间有气路通过；所述引弧装置两端分别连接至所述两组耦合电感；

所述电源控制器与所述多级耦合双桥倍频拓扑结构及所述引弧装置电连接。

2.如权利要求1所述的一种等离子切割电源装置，其特征在于，所述引弧装置两端并联一组LCR滤波器。

3.如权利要求2所述的一种等离子切割电源装置，其特征在于，所述LCR滤波器由电感、电容及电阻组成。

4.如权利要求1所述的一种等离子切割电源装置，其特征在于，所述引弧装置还包括引弧开关管，所述引弧开关管发射极与电极之间连接负载电阻，所述引弧开关管的集电极通过负载电阻接入所述多级耦合电感的公共输出端以及电源控制器。

5.如权利要求1所述的一种等离子切割电源装置，其特征在于，所述双桥拓扑结构包括八个开关管(1-8)组成，所述每个开关管两端分别连接二极管(D1-D8)，每两个开关管上下组合构成四路半桥桥臂，所述四路半桥桥臂的输出端分别为P1、P2、N1及N2。

6.如权利要求5所述的一种等离子切割电源装置，其特征在于，所述开关管为IGBT管或MOS管。

7.如权利要求5所述的一种等离子切割电源装置，其特征在于，还包括：

PWM驱动模块，所述PWM驱动模块包括四路半桥驱动单元，所述每个驱动单元连接一组开关管。

8.如权利要求7所述的一种等离子切割电源装置，其特征在于，所述电源控制器由DSP/FPGA双核控制器作为主控模块，由DSP控制器编写控制所述双桥拓扑结构的工作模式，FPGA控制输出PWM驱动信号。

9.如权利要求1所述的一种等离子切割电源装置，其特征在于，所述电源控制器包括I/O、ADC、USART及CAN接口。

10.一种双桥移相功率结构拓扑方法，包括双桥拓扑结构，所述双桥拓扑结构由第一组H桥结构和第二组H桥结构，所述第一组H桥结构包括四个IGBT管(1、2、5、6)，所述IGBT管(1、2、5、6)两端连接二极管(D1-D4)，所述第二组H桥结构包括四个IGBT管(3、4、7、8)，所述IGBT管(3、4、7、8)两端连接二极管(D5-D8)，其特征在于，包括步骤：

判断信号占空比是否大于预设比例，若是，则在信号开通阶段导通第一组H桥结构的IGBT管(1、6)，关断IGBT管(2、5)，负载通过的电流增加；当信号关断阶段时，导通第一组H桥结构的IGBT管(2、5)，关断IGBT管(1、6)，所述二极管(D2、D3)进入续流状态，负载电流续流；第二组H桥结构工作方式相同，区别于驱动信号相位差180°；

判断信号占空比是否小于预设比例，若是，则在信号开通阶段导通第一组H桥结构的IGBT管(2、5)，关断IGBT管(1、6)，负载通过的电流下降；当信号关断阶段时，导通第一组H桥结构的IGBT管(1、6)，关断IGBT管(2、5)，所述二极管(D1、D4)进入反向续流状态，负载电流续流；第二组H桥结构工作方式相同，区别于驱动信号相位差180°。