晶体管振荡路径转换电焊机

本发明涉及晶体管振荡路径转换电焊机，可广泛的应用于电焊设备，直流电源等 大功率应用领域。

电子电焊机的发展经历了逆变互补放大到单管IGBT，从时基数字到嵌入式控制， 在大功率电路上能再简洁一点，都可以降低成本减少能耗。

CMOS虽然不是容易受控器件，但在功率与成本上还是略优于IGBT，以光耦开关控 制的CMOS单管振荡，脉宽与占空比可以各自分别控制，设定脉宽调节占空比可以有效调节 输出功率，更容易实现比IGBT可控的目的，再以缓冲电路来释放变压器线圈能量，能达到 Pwm智能控制的目的。输出线圈多路径与缓冲电路的配合使用，在输出空载时能将一个线圈 蓄积的能量通过另一个线圈释放到顺向电位的缓冲电路上，缓冲电路由4个电容过隔相连， 给能线圈回路与释能线圈回路电容此消彼长，在空载时释能线圈是一个顺向电压，能充分 释放线圈能量到缓冲电路上，缓冲再抵消输入，所以空载不耗能。当设备在短接时，输出的 能量都在串接的电感上，电感能量再通过变压器回馈到缓冲电路，与空载时路径能量基本 相同，所以短接时也不耗能。缓冲电路的另外作用有，将输出电感的无用功转化为缓冲电路 的有用功，当没有输出时给能线圈的电压是反向的恒定值，取出一部分这个电压可以控制 振荡输出非常小的占空比，以减少设备疲劳。

如图1所示为应用本发明晶体管振荡路径转换电路图

如图2所示为应用本发明晶体管振荡路径转换波形图

如图1所示为应用本发明晶体管振荡路径转换电路图，图中C1、C2、D1、D2为Ui输入 倍压整流，C3滤波输出直流电压，三极管T为主振荡及功率输出，R5、POT、R7为振荡占空比调 节，Dw1为提高三极管T振荡门极阈值电压，R6为空载占空比切换控制，R4、C9为振荡脉宽RC， R8为三极管截止放电回路电阻，OPT2为辅助振荡，R3为OPT2限流电阻，Dw2、D5是一个瞬态二 极管的两管连接方式为门极单向限压，C5、C6、C7、C8组成一个缓冲电路，C6、C7之间的电压 一定此消彼长，通过输出变压器TRAN路径变化，缓冲空载线圈能量，C6、C7升压的空载能再 转回到C5、C8，达到空载不耗能的目的。短接时有电感Lo的能量回馈，只提升C6电压再转回 到C5、C8，所以短接不耗能或耗能少。在有输出时，剩余缓冲能压制了TRAN输出反向释放电 压，并给输出在电感Lo上一个叠加正向电压，所以输出Uo没有单向控制二极管，输入二极管 D3的作用是防止对输出感应分流。在空载或短接时，电容C7在三极管导通过后是一个反向 电压，通过R1、C4、D4取出一部分反向电压，作用在OPT1上控制R6接地，减小空载或短接时的 占空比以减轻疲劳，R2为OPT1限流电阻，LED为信号指示包括电源与作业指示。

如图2所示为应用本发明晶体管振荡路径转换波形图，图中Pw为TRAN输出与电容 C7的电压在对应时间t上的时序波形，a为有输出时波形图，且为三极管导通时段，b为有输 出时三极管截止时段，c为空载时波形图，d为短接时波形图，e为C7抽取控制信号的反向电 压，T1为有输出时振荡周期，T2为空载时振荡周期，T3为短接时振荡周期，且a＜c≈d，T1＜ T2＝T3。