專利名稱：開關(guān)電源抗偏磁的控制電路裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種開關(guān)電源抗偏磁的控制電路裝置。
在現(xiàn)有技術(shù)中，大功率弧焊電源的并關(guān)器件采用全橋式電路，故變壓器利用率高，電流與電壓分配合理。但出于在焊接過程中，負載變化快，經(jīng)常出現(xiàn)負載—短路，短路—空載的情況，電流變化劇烈，故全橋電路容易發(fā)生直流偏磁積累和硬開關(guān)等現(xiàn)象。采用嚴(yán)格選擇大功率管，加大變壓器鐵芯氣隙。在變壓器初級繞組上串聯(lián)電容，隔直流電壓等防止偏磁的措施，都沒有針對電流偏磁積累這一問題存在的根結(jié)而徹底的解決。
本實用新型的目的是提供一種成本低，通用性強，工作穩(wěn)定性高的開關(guān)電源抗偏磁的控制電路裝置。
為了達到上述目的，本實用新型采用技術(shù)方案為一種開關(guān)電源抗偏磁控制電路裝置，其特殊之處在于上述控制電路裝置包括霍爾傳感器1，斜波發(fā)生器2，反相加法運算器3，及電壓比較器4；開關(guān)電源的兩驅(qū)動信號A、B的輸出端接斜波發(fā)生器2的輸入端，斜波發(fā)生器2的輸出端與霍爾傳感器的電流信號i的輸出端接入反相加法運算器3的反相輸入端，反相加法運算器3的輸出端接電壓比較器4的反相輸入端，電壓比較器4的正相輸入端接入電壓Vg，其輸出端接入PWM主控芯片。
所述斜波發(fā)生器2為可調(diào)式斜波發(fā)生器。
所述霍爾傳感器1為磁補償式電流傳感器。
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的詳細說明


圖1為全橋式逆變器原理圖；圖2為發(fā)生輕微偏磁時的電流波形圖；圖3為發(fā)生嚴(yán)重偏磁時的電流波形圖；圖4為本實用新型的連接電路框圖；圖5為本實用新型的內(nèi)部線路圖；參見
圖1，在全橋式弧焊逆變器的電路中，根據(jù)他激式全橋電路匝數(shù)的計算公式Np＝50*U*ToN/(B*S)推導(dǎo)出變壓器磁感應(yīng)強度B＝50*U*ToN/(Np*S)，其中NP為變壓器初級匝數(shù)，U為變壓器工作期間所加的電壓，ToN為導(dǎo)通脈沖的寬度，S為變壓器鐵心的有效截面積。因變壓器工作期間所加的電壓U與脈沖信號由控制電路向功率級傳遞時，其導(dǎo)通脈沖的寬度ToN都很難保證不變，故偏磁現(xiàn)象就會發(fā)生。此時，雖然磁感應(yīng)強度B隨ToN的增加仍成線性增加，但磁化電流卻迅速增加，如圖2電流波出現(xiàn)翹層現(xiàn)象是磁化電流迅速增加而造成的。當(dāng)偏磁嚴(yán)重積累時，電流波形發(fā)生如圖3所示的嚴(yán)重的變形。
本實用新型采用峰值電流逐周反饋控制方法，可在全橋式弧焊逆變器的電路中增設(shè)斜波補償電路來控制偏磁現(xiàn)象的發(fā)生。本控制電路逐周檢測一次電流，將其與一給定電壓進行比較，當(dāng)電流某一周發(fā)生翹尾現(xiàn)象時，控制電路將此周提前一些關(guān)斷，從而防止偏磁積累而造成的影響。如圖4，本裝置的外部電路從PWM主控芯片輸出的綜合信號C與霍爾傳感器將流經(jīng)大功率管的電流信號i輸入抗偏磁裝置，經(jīng)此裝置運算后，輸出反饋信號G給PWM控制芯片。
下面結(jié)合圖5本裝置的內(nèi)部線路圖，詳細介紹本裝置工作過程。本裝置包括斜波發(fā)生器2與反相加法運算器3和電壓比較器4和霍爾傳感器1。磁補償式霍爾電流傳感器1將流經(jīng)大功率管的電流信號檢測出的信號i輸入反相加法運算器3的反相輸入端。而經(jīng)PWM主控芯片輸入的兩驅(qū)動號A、B經(jīng)斜波發(fā)生器2后，其輸出的信號D也輸入反相加法運算器3的反相輸入端。經(jīng)反相加法運算器3的運算輸出脈沖信號F。因經(jīng)斜波發(fā)生器發(fā)生的斜波信號與兩驅(qū)動脈沖A、B同步等寬，也就和霍爾電流傳感器所測得的電流信號同步、等寬。故經(jīng)反相運算器3后，斜波信號D起到一個增大電流信號斜率的作用。被增大斜率的脈沖信號F輸入電壓比較器4的反相輸出端與一指定的控制信號Vg進行比較，當(dāng)峰值達到Vg時，比較器翻轉(zhuǎn)，輸出一尖脈沖信號給PWM控制器，從而將此周關(guān)斷，從而實現(xiàn)逐周控制，偏磁無法積累，使磁化曲線一直工作在線性階段。故防止直流偏磁和硬開關(guān)現(xiàn)象。在本裝置中通過調(diào)節(jié)斜坡發(fā)生器，可產(chǎn)生不同斜率的脈沖信號，從而產(chǎn)生不同的信號放大效果。此裝置在PWM移相軟開關(guān)(ZVS)電路中的也適用。
本實用新型由于抗偏磁電路裝置采用峰值電流逐周反饋電路和斜波補償電路，因而具有以下優(yōu)點
①工作穩(wěn)定性高，因采用峰值電流逐周反饋，因而使偏磁無法積累，磁化曲線一直在線性段工作，因而整機的穩(wěn)定性得到了有效的保證。
②成本低，由于無需采用加大鐵芯氣隙的辦法，加大成本來增大偏磁許可范圍，提高抗偏磁能力。
③通用性強，由于該裝置加入PWM主控電路，在正常狀態(tài)下并不影響主控電路工作，所以對任何PWM控制和任何控制方式都可用。
權(quán)利要求1.一種開關(guān)電源抗偏磁控制電路裝置，其特征在于上述控制電路裝置包括霍爾傳感器(1)，斜波發(fā)生器(2)，反相加法運算器(3)，及電壓比較器(4)；開關(guān)電源的兩驅(qū)動信號A、B的輸出端接斜波發(fā)生器(2)的輸入端，斜波發(fā)生器(2)的輸出端與霍爾傳感器的電流信號i的輸出端接入反相加法運算器(3)的反相輸入端，反相加法運算器(3)的輸出端接電壓比較器(4)的反相輸入端，電壓比較器(4)的正相輸入端接入電壓Vg，其輸出端接入PWM主控芯片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)電源抗偏磁的控制電路裝置，其特征在于所述斜波發(fā)生器(2)為可調(diào)式斜波發(fā)生器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的開關(guān)電源抗偏磁的控制電路裝置，其特征在于所述霍爾傳感器(1)為磁補償式電流傳感器。
專利摘要本實用新型涉及一種開關(guān)電源抗偏磁的控制電路裝置。在全橋式弧焊逆變器的電路中,因負載變化大。易發(fā)生直流電流偏磁積累現(xiàn)象。本實用新型運用反相加法運算器和比較器構(gòu)成峰值電流逐周反饋電路,當(dāng)全橋式弧焊逆變器電路中的某一電流波形,因磁化電流而迅速增加時,本實用新型的峰值電流逐周反饋電路就發(fā)出一脈沖信號輸入PWM主控芯片,使之提前關(guān)斷。從而防止了電流偏磁和硬開關(guān)等現(xiàn)象。本裝置中也可增設(shè)斜波補償電路,因而采用此控制電路裝置可提高工作穩(wěn)定性,降低成本,且通用性強。
文檔編號B23K9/10GK2404626SQ9923501
公開日2000年11月8日 申請日期1999年10月19日 優(yōu)先權(quán)日1999年10月19日
發(fā)明者蔡曉 申請人:蔡曉