,,电焊机1991NO3场效应管逆变电路在手弧焊机中应用问题的研究StudyonAppl一eatlonofFETInverterCireuitinSMAWMachine天津市焊接研究所李荫煌李英林下ianjingWeld一ngResearehInstituteLiYinhuangetal〔摘要〕该文主要阐述了用于逆变式直流手弧焊机的场效应管保护问题,提出了产生逆变颠。覆和产生场效应管过流的原因及解决的办法关键词:场效应管逆变电路逆变颠覆和过流防护·〔Abstraet〕TheFETproteetiveProblemsofinverterDCSMAWmaehinearemainlydes.eribedinthisPaperTheeauseandsolvablemethodsfortheinvertereommutationfailureandFET,overeu仃entareadvaneed‘,Keywords:FETinvertereircuitinvertereornlnutationfailureandFETovereurrentProtec-.tions、一概述弧焊中的应用,提高场效应管逆变电源的可靠、性,对其引起逆变颠夜的过流直通和变压器。逆变器应用于手工电弧焊电源比应用于其偏磁的原因及解决的方法进行研究它电源的要求严格,它要在频繁的引弧时经受.得起由空载到短路,再到燃弧的冲击,在燃弧L’’,「称期间要经受由燃弧到短路的反复冲击要求冲·山,,,〕击电流小动态特性好引弧容易即电弧电秒牲t,。{}压恢复时间短工作可靠而不允许逆变失败}近几年出现的大功率场效应管(即MOS图1逆变器主回路原理图,,管)耐电流冲击能力强通常允许在短时间、内(一10尸s)超过其额定工作电流的三倍以二场效应管的过流上,而无二次击穿问题,这就能适应手弧焊接。,时的短路电流冲击另外MOS管频率特性整流二极管的反向恢复时间及负载短路是。好.开关损耗小,因此逆变频率可提高到数十引起逆变器场效应管过流的主要原因千赫以上。这不仅可减小逆变电源的体积和重,.量而且更重要的是提高了系统动态品质和焊1整流二极管恢复时间引起的过流。〔’〕〔“〕,机的焊接工艺性能在逆变器正常工作时流经整流二极管、、我所研制的ZX7一160场效应管逆变式直D。D6和Mos管Tl几的波形如图流手弧焊电源〔3〕,原理图如图1所示,在此2〔‘〕所示,可以看出由于电感L的续流作,基础上为了进一步研究MOS管逆变电源在用,焊接电流基本是恒定的,tl‘气时刻,瓜。,,.和D导通一部分能盆用于焊接另一部分2商频变压器分布电容影响,,能量储存在电感L内;、一t:时刻瓜和几在MOS管开通瞬间高频变压器分布电,,。,截止由于电感L的作用D。和D6同时导容会使Mos管产生过流〔幻因此绕制初,,通释放储存在电感中的能童维持焊接电流级绕组采用了盘式分段绕制方法以减少其分布,,基本不变;ta‘与时刻几和D。导通应该电容,计算表明,由分布电容所产生的冲击电,,D。截止但由于在与时刻以前D。处于导通流幅值,可以被变压器初级漏抗作用削弱,并,,。状态整流二极管反向恢复需要一定时间通且过流时间极短(约数十毫微秒),常要经过l~3并S才能截止于是变压器付边,.出现了全短路现象付边短路电流通过气反3负栽短路所引起的过流,,映到初级使MOS管在导通的一瞬间电流当负载短路时,变压器付边电压(约,,急剧增加显然变压器漏抗对MOS管电流冲6OV)全部加在滤波电感上(约50井h)控制。,击是有影响的高频变压器采用RZKB软磁铁线路限制每组MOS管最大导通时间为2产S、,,,,氧体材料磁导率为200H痴截面为35x脉冲重复周期为62拼S作为估算假设电源,,.2,,35mm芯柱长7Omm桶式绕组结构漏抗是由空载到短路控制系统无反馈MOS管,,,,为31#h折合到初级的总电阻为0.03Q作导通期间电流增加按U二一Ldl/dt计算,,为初步估算忽略了电阻作用在MOS管开而截止期问流经电感的电流不变,因此电流由,。关瞬间电流增量△工二U△t/L△t为二极0达到额定值160A的时间tR约为200拜S考,,,管反向恢复时间L为漏抗U为施加到变压虑到二极管的反向恢复时间MOS管关断期器初级的电压(520/Zv),L为漏抗,即△I间回路的损耗引起电感电流下降,一般来说tR.,,,又,。,=5320△r若取△t二2拜s△I二x7A而还要有较大的增加由上述分析可知空载到,