变压器串并联型逆变式焊割电源设计

摘要

在现代工业领域中,焊接和切割是两种重要的钢材工件加工工艺。焊割电源是一种既能用于焊接又能用于切割的低压大电流特种电源。本文基于技术指标设计一款逆变式焊割电源，为了提高效率，采用可以实现软开关的变压器原边二极管箝位型 ZVS移相全桥作为焊割电源的电路拓扑。为了优化结构、分散散热，移相全桥变换器的变压器采用多个变压器串并联的结构。焊割电源在焊接模式和切割模式下输出电压电流差异较大，为了得到宽输出电压范围的直流电源，本文提出了三种用于焊割模式拓扑切换方法，并通过分析计算及实验对比了三种切换拓扑的优缺点。
　　本文设计了一款变压器双路切换型焊割电源，主拓扑有两组变压器，第一组变压器变比较大，输出低压大电流作为焊接电源，第二组变压器变比较小，输出高压小电流作为切割电源。在本文中对变压器双路切换原理进行详细分析，设计了一款变压器双路切换型焊割电源。对变压器及输出滤波电感进行详细设计，并计算了损耗，最后通过实验验证该方案的可行性，并总结了该方案的优缺点。
　　针对变压器双路切换型焊割电源中变压器冗余大、发热严重等缺点，设计了一款变压器副边串并联切换型焊割电源，主拓扑只有一组变压器，变压器原边串联，副边通过继电器进行串并联切换。本文详细分析了变压器副边串并联切换型焊割电源原理和设计过程。计算了二极管损耗、磁性元件损耗、切换开关损耗，最后通过实验验证了该方案的可行性，并总结了该方案的优缺点。
　　针对变压器副边串并联型焊割电源存在的继电器过多，继电器安装困难，设备可靠性无法保障等问题，设计了一款变压器原边绕组切换型焊割电源。通过短接数个原边串联的变压器及将全波整流改为全桥整流来提降低变压器总变比。本文详细分析了变压器原边绕组切换型焊割电源的原理和设计过程，计算了损耗。分析了变压器原边串联副边并联型移相全桥变压器励磁电感差异对整流二极管振荡的影响。最后进行仿真和实验验证，并总结了该方案的优缺点。

目录

声明

1 绪论

1.1引言

1.2宽输出范围焊割电源拓扑的研究现状

1.3本文研究内容与结构

2 双路变压器切换型焊割电源设计

2.1双路变压器切换DC/DC拓扑原理

2.2双路变压器切换型焊割电源设计

2.3实验结果与分析

2.4本章小结

3 变压器副边串并联切换型焊割电源设计

3.1变压器副边串并联切换DC/DC拓扑原理

3.2变压器副边串并联切换型焊割电源设计

3.3实验结果与分析

3.4本章小结

4 变压器原边绕组切换型焊割电源

4.1变压器原边绕组切换DC/DC拓扑原理

4.2变压器原边绕组切换型焊割电源设计

4.3变压器励磁电感差异对二极管振荡的影响分析

4.4实验结果与分析

4.5本章小结

5 全文总结与展望

5.1全文总结

5.2未来工作展望

致谢

参考文献