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(多图) 弧焊电源保护电路的设计

来源:今日电子/作者:张巍钟 滕青芳?? 2007年11月07日 ?? 收藏0

?????? 图4中,矩形A1中的反斜线代表了不平衡的工作特性。如果变压器原边的输入电压带有这种不平衡特性,将会发生偏磁现象,致使铁芯饱和并产生过大的集电极电流,从而降低了变换器的效率,使开关管失控。在变压器原边线圈的输入中串联一个耦合电容,则将直流偏磁滤掉。

  耦合电容C与输出端的电抗器组成了一个串联谐振电路,其谐振频率为

?????? 谐振频率  (4)

  其中,LR为折算到变压器原边的副边电感值。

  为了使耦合电容充电为线性,要使谐振频率低于逆变器的开关频率。在设计中取谐振频率为逆变器开关频率的1/4。根据公式(4)可以算出电容值为

?????? 电容  (5)

  电容器在每半个周期充电或放电一次,充电电压为V,当电容的充电电压为反极性的V时,若电压过大则影响逆变器电压的调整率。

  电容的充电电压????

?????? 电容的充电电压  (6)

  其中,I为变压器原边平均电流, Δt为电容充电时间间隔。

  根据式(6)算得电容的充电电压VC>(10%~20%)V.通过计算可以看出VC的值过大,这将对逆变器产生不利的影响,因此要重新确定电容值。这里,我们确定耦合电容的值为4μF。

  3 瞬 时过压抑制电路的设计

  PWM调制的全桥电路的全波整流器如图5所示,D1、D2是快恢复二极管。

缓冲电路原理图

  
图5 缓冲电路原理图

  变压器副边的输出电压为Vs,则二极管D1、D2在截止时承受2Vs的反向电压。由于高频变压器的漏电感及整流管的结间电容在截止时形成一个谐振电路,导致瞬时过压振荡将二极管击穿,造成电源的输出端短路。因此要在电源的输出部分设置RC缓冲电路以保护快恢复二极管,提高电路的可靠性。对于大电流输出的电源,缓冲器RC要设置在每个整流管的两端。缓冲器的设计既要对二极管起到保护作用,又要尽量减小损耗。

  结论

  本文对防浪涌软启动电路、瞬时过压抑制电路以及消除变压器直流偏磁电路等保护电路中元件的参数给出了详细的计算方法,但在计算中变压器与功率器件被视为理想器件将其损耗忽略。因此在实际的设计中,要对计算的理论值做一些修正,才能保证保护电路的可靠性。


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弧焊电源? 保护电路? 设计?

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