全桥式逆变电源主电路设计

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1、现代焊接ModernWelding全桥式逆变电源主电路设计Designofmaincircuitoffull-bridgeinverterpowersource上海高企电器有限公司钱金川浙江泰华电器有限公司朱守敏［摘要］本文对逆变电源常见拓扑电路进行了系统介绍，针对拓扑常用典型结构图，对其各自应用场合和优缺点进行了对比分析，并对目前使用最为频繁的全桥式变换电路，从主电路所需各器件参数以及变压器的确定，一并给予了详细介绍。［关键词］逆变电源；拓扑电路；对比说明；全桥变换；电路设计；器件确定前言表1常用拓

2、扑结构对比形式单端正激变换推挽式变换半桥式变换全桥式变换逆变电源因体积小、重量轻、节项目电路（a图）电路（b图）电路（c图）电路（d图）材、节能、转换效果高等特点，现已VCE功率开关器件承受电压E2EEEIC（相同输出功率时）电流ICIC2ICIC得到了广泛应用。目前逆变电路的拓P0（相同IC时）输出功率P0P0P0/2P0扑结构主要有单端正激式、单端反激Tr主变压器原边电压EEE/2EE2EEE式、推挽式、半桥式、全桥式等多种输出电压U0·D·D·D·DKKKK类型。根据需求可采用不同拓扑形式功率开

3、关器件中数量2224适于获得输出容量小、中大中大的逆变电路满足其需求。以上拓扑结E—加入电路直流电压；D—功率开关器件导通占空比；K—主变其他构又有其各自特点，在逆变电源主电压器Tr变比路设计中应充分考虑电路自身结构特VD0TrVD1LVT1在关断期间，绕组N的储能转移至点和使用场所，只有根据上述情况，NRNVDCUNR0中，并通过VD反馈到输入端电源才能更好地选择相应的逆变电路来满220N1E中。因在单端变压器原边线圈流过足使用要求。随着功率器件的不断发CEVT的是脉动激磁电流，如果在每个脉动展，目

4、前IGBT（绝缘栅双极型晶体管）VgE工作磁通周期不采取去磁措施，则磁是逆变电源中常用的功率器件，已逐图1单端正激变换电路芯剩磁通的累加会迅速使变压器出现步取代原晶闸管、晶体管、场效应管2.1单端正激变换电路（见图1）饱和。如果没有去磁绕组N，变压器（MOSFET）。由于桥式逆变电源在选R在单端正激变换电路中，当功率二次绕组因VD反偏截止，原边绕组中择功率开关器件耐压要求可以稍低，1开关器件V导通时，则通过变压器Tr向T储能无处释放，将会引起很高的反电并有较高的功率输出，现通常采用全负载传递能量。变换

5、电路主要由开关压与输入电压E迭加至V上。此时开桥式逆变电路来实现较大功率输出。T管V、变压器Tr输出整流二极管VD、T1关管V在导通时流过的大电流，关断T1常用拓扑结构对比（表1）续流二极管VD以及输出滤波电感L和2时承受高电压，导致V损坏。T电容C组成。变压器Tr原边绕组中分去该电路特点：变压器Tr有变换电2拓扑结构电路变换磁绕组N与原边绕组N（通常N≤N）,R11R参数和隔离作用，因变压器磁芯在单作者简介：钱金川（1966-），男，工程师，研究方向为自动化控制、智能电器等。NR与VD0组成磁通复位

6、电路。当开关管象限内工作，所以体积较大，适用于J-14现代焊接2010年第9期总第93期ModernWelding现代焊接2.3半桥式变换电路（见图3）全桥式变换电路是目前逆变电路在半桥式变换电路输入端串接电中使用最为常见的一种，该变换电路容C、C且C=C以便当两个开关器件共有4个桥臂，可以看成2个半桥电路1212VT1、VT2均截止时，VC12==VC1/2E，组合而成。2对桥臂交替导通，输出电V=1/2E，V==1/2E，V0，保证开关压和电流波形与半桥电路形状相同，ABAB器件均为截止时所受耐压

7、相同和均衡其幅值高出半桥变换电路1倍。改变直（输入电压一半）。VD、VD起到反流电压E就可改变输出交流有效值，12馈和续流作用，变压器副边电路由VD输出功率大。3由于变压器Tr磁芯工作在磁滞回和VD构成全波输出整流，L、C构成43路两侧，在开关器件饱和压降和开关输出滤波电路。时间不相同，将会造成变压器中正负半桥式变换电路开关管上最高电半周期磁通的不对称，从而引起偏磁压等于输入电压，比推挽电路低一半。现象，最常见及通用办法是在变压器开关管关断过程中，变压器漏感引起Tr原边回路中串接一个隔直电容Cr，的电

8、压尖峰被二极管钳位，因此开关以此来抑制变压器原边非纯交流电压管的最高电压不会超过输入电压。由小功率电源中使用。中直流分量。由于变压器原边绕组电于变压器原边绕组上的方波电压幅值2.2推挽式变换电路（见图2）阻小，在多个循环之后，即可造成磁只是电源电压的一半，影响其功率输推挽式变换电路其实由两个相位饱和。出，所以半桥式变换电路不适合输出相反的正激变换电路叠加而成，相当功率较大的场合。但半桥式电路具有于两个正激电路交替工作，且两个开3全桥主电路分析（见图5）电