专利名称：移相谐振软开关逆变器用控制驱动器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及的是一种逆变器用的驱动器电路，尤其是一种移相谐振软开关逆变器用控制驱动器。
背景技术：
在现有技术中，移相谐振软开关逆变器是一种性能优异的逆变器电路，该电路的开关损耗小，效率高、可靠性高。移相谐振软开关逆变器由超前臂和滞后臂构成，公知的超前臂、滞后臂的控制驱动电路均是采用电压型控制模式，因此，存在的问题是响应速度慢，主变压器偏磁时过流严重的缺点，另外，滞后臂的控制脉冲宽度不可调节，在逆变器输出功率较小时，还存在有控制盲区。
发明内容
本实用新型是针对现有技术所存在的不足，而提供一种移相谐振软开关逆变器用控制驱动器技术方案，该方案采用电流型控制模式，可提高系统响应速度，减少主变压器的过流，再加滞后臂控制脉冲宽度可调，可消除逆变器在输出小功率时的控制盲区。
本方案是通过如下技术措施来实现的主要包括带有欠压保护电路的超前臂脉冲发生调节电路和滞后臂脉冲发生调节电路，以及作为输出的放大隔离电路，本方案的特点是所述的超前臂脉冲发生调节电路是采用电流型控制，并具有斜坡补偿电路；所述的滞后臂脉冲发生调节电路则带有脉宽控制电路；所述超前臂脉冲发生调节电路是由电流控制型脉宽调制器U3及电阻、电容组成，其具体电路是，输入的电流给定信号Ig连接U3的5脚，U3的3脚、12脚接地，6、7脚短接，15脚接+15伏电源，9脚经电阻R7接地，13脚并接电容E3和C3接地同时经电阻R6接+15伏电源，+15伏电源与地之间有电容E2，1、2脚以及16脚串接电阻R5接欠压保护电路，14和11脚接放大隔离电路，同时又接滞后臂脉冲发生调节电路中触发器U4B的10脚和8脚，U3的4脚接斜坡补偿电路，U3的10脚接滞后臂脉冲发生调节电路中电压比较器U2A的5脚，U3的8脚经电容C6接地同时接斜坡补偿电路中运算放大器U1B的5脚；所述的斜坡补偿电路是由运算放大器U1B及阻容网络组成，其具体电路是，输入的电流反馈信号If同时接电阻R15和R13，R15并接电容C12和电阻R16接地同时接U3的16脚，电阻R13经电阻R12接地，同时经电阻R11接-15伏电源，同时还并接电阻R9、电容C4和电阻R10与电容C5串联后接U1B的7脚，U1B的6脚短接7脚，7脚输出去脉宽控制电路，在电源-15伏与地之间接电容E4；所述的脉宽控制电路是由电压比较器U2D和相应的电阻电容组成，其具体电路是，U1B的7脚输出经电阻R21接U2D的11脚，11脚又经R22接地，U2D的10脚经电阻R8接输入的电流给定信号Ig同时经电容C10接地；所述放大隔离电路的输出Io则去控制逆变器的超前臂和滞后臂。本方案的具体特点还有，所述的滞后臂脉冲发生调节电路是由电压比较器U2A、触发器U4B和U4A以及或门U5A和U5B与相应电阻电容组成，其具体的电路是，电压比较器U2A的5脚接U3的10脚同时经电阻R17接地，U2A的4脚并接电阻R19和电容C7接地同时经电阻R18接+15伏电源，3脚接+15伏电源同时经电容C8接地，12脚接地，2脚输出经R20接+15伏电源同时接触发器U4B的11脚、U4A的4脚和或门U5A的5脚U5B的10脚，触发器U4B的14脚接+15伏电源，7脚接地，14脚与7脚之间接电容C9，10脚和8脚分别接U3的14和11脚，9脚和12脚接或门U5B的9脚，13脚接或门U5A的2脚，触发器U4A的6脚经电阻R23接+15伏电源同时接U2D的13脚输出，5脚、3脚接地，1脚接或门U5A的3脚和U5B的12脚，或门U5A的14脚接+15伏电源同时经电容C11接地，7脚接地，或门U5A的4脚和U5B的11脚接欠压保护电路，或门U5A的1脚和U5B的13脚同时接放大隔离电路。所述的运算放大器U1B采用的是型号为LF347的运算放大器。所述的脉宽调制器U3采用的是型号为UC3846电流控制型脉宽调制器。所述的电压比较器U2A和U2D采用的是型号为LM339的电压比较器。所述的触发器U4A和U4B采用的是型号为CD4013的双D型触发器。所述的或门U5A和U5B采用的是型号为CD4072的双四输入或门。
本方案的有益效果可根据对上述方案的叙述得知，由于在该方案中采用了电流控制型的脉宽调制器U3，由前级控制电路来的输入电流给定信号Ig输给脉宽调制器U3和电压比较器U2D，由逆变器主电路反馈来的输入电流反馈信号If经电阻R12和R13分压后送入U3，U3根据Ig和If的大小调节输出脉冲的宽度，作为超前臂的驱动信号，并输出给放大隔离电路去控制逆变器的超前臂。电流反馈信号If基本上是一个矩形波，在与Ig进行比较时很难有稳定的交点，故需通过斜坡补偿电路将If改造成锯齿波脉冲，本方案是利用U3的8脚输出的锯齿波振荡信号，该信号经U1B隔离后，通过R9、R10、C4和C5组成的网络，在R12上得到理想的斜坡信号，这个斜坡信号与If信号综合后即可得到所需的锯齿波脉冲。滞后臂驱动信号是由U3的10脚输出一个较低电平的死区脉冲信号，该信号经电压比较器U2A变换成0-15伏的脉冲信号，然后由触发器U4B分频，U4B的13脚和12脚输出两个相位相反且频率低一倍的方波脉冲信号，分别作为或门U5A和U5B的允许通过控制信号。当给定信号Ig较低时，该信号与由If形成的锯齿波信号在脉宽控制电路进行比较后，并由U2D输出一组宽度可调的脉冲信号，这个可调宽度的脉冲信号经U4A、U5A和U5B后形成逆变器滞后臂的驱动信号，使逆变器滞后臂驱动信号具有了可调脉宽的功能。另外，由于U3和U2D对给定信号Ig的响应电位不同，当Ig较低时，U3不工作，而U2D则有方波输出，其输出脉冲宽度受给定信号Ig的控制，该输出给滞后臂脉冲发生调节电路输出两路控制信号控制逆变器形成半桥工作；当给定信号Ig变大时，U3开始工作，此时U2D照常工作，这就使超前臂脉冲发生调节电路和滞后臂脉冲发生调节电路均有两路输出，使放大隔离电路有四路脉冲输出，控制逆变器由半桥工作变为全桥工作，这就克服了逆变器在输出功率小时存在的控制盲区。由此可见，本实用新型采用了电流型控制模式，提高了系统响应速度，减少主变压器的过流，并增加了可调脉宽的滞后臂控制脉冲，因此消除了逆变器在输出小功率时的控制盲区。故与现有技术相比，具有实质性特点和进步，其实施的有益效果也是显而易见的。
图1为本实用新型具体实施方式
的方块结构示意图。
图2为本实用新型具体实施方式
的电路示意图。
图中1为滞后臂脉宽控制电路，2为滞后臂脉冲发生调节电路，3为斜坡补偿电路，4为超前臂脉冲发生调节电路，5为欠压保护电路，6为放大隔离电路，Ig为输入电流给定信号，If为输入电流反馈信号，Io为放大隔离电路输出信号。
具体实施方式
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过一个在逆变焊机上用的具体实施方式
，并结合其附图，对本方案进行阐述。
通过附图可以看出，本方案的移相谐振软开关逆变器用控制驱动器，主要包括带有常规欠压保护电路(5)的超前臂脉冲发生调节电路(4)和滞后臂脉冲发生调节电路(2)，以及作为输出的常规放大隔离电路(6)，本方案所述的超前臂脉冲发生调节电路(4)是采用电流型控制，并具有斜坡补偿电路(3)；所述的滞后臂脉冲发生调节电路(2)则带有脉宽控制电路(1)；所述超前臂脉冲发生调节电路(4)是由电流控制型脉宽调制器U3及电阻、电容组成，其具体电路是，输入的电流给定信号Ig连接U3的5脚，U3的3脚、12脚接地，6、7脚短接，15脚接+15伏电源，9脚经电阻R7接地，13脚并接电容E3和C3接地同时经电阻R6接+15伏电源，+15伏电源与地之间有电容E2，1、2脚以及16脚串接电阻R5接欠压保护电路(5)，14和11脚接放大隔离电路(6)，同时又接滞后臂脉冲发生调节电路(2)中触发器U4B的10脚和8脚，U3的4脚接斜坡补偿电路(3)，U3的10脚接滞后臂脉冲发生调节电路(2)中电压比较器U2A的5脚，U3的8脚经电容C6接地同时接斜坡补偿电路中运算放大器U1B的5脚；所述的斜坡补偿电路(3)是由运算放大器U1B及阻容网络组成，其具体电路是，输入的电流反馈信号If同时接电阻R15和R13，R15并接电容C12和电阻R16接地同时接U3的16脚，电阻R13经电阻R12接地，同时经电阻R11接-15伏电源，同时还并接电阻R9、电容C4和电阻R10与电容C5串联后接U1B的7脚，U1B的6脚短接7脚，7脚输出去脉宽控制电路(1)，在电源-15伏与地之间接电容E4；所述的脉宽控制电路(1)是由电压比较器U2D和相应的电阻电容组成，其具体电路是，U1B的7脚输出经电阻R21接U2D的11脚，11脚又经R22接地，U2D的10脚经电阻R8接输入的电流给定信号Ig同时经电容C10接地；所述放大隔离电路(6)的输出Io则去控制逆变器的超前臂和滞后臂。所述的滞后臂脉冲发生调节电路(2)是由电压比较器U2A、触发器U4B和U4A以及或门U5A和U5B与相应电阻电容组成，其具体的电路是，电压比较器U2A的5脚接U3的10脚同时经电阻R17接地，U2A的4脚并接电阻R19和电容C7接地同时经电阻R18接+15伏电源，3脚接+15伏电源同时经电容C8接地，12脚接地，2脚输出经R20接+15伏电源同时接触发器U4B的11脚、U4A的4脚和或门U5A的5脚U5B的10脚，触发器U4B的14脚接+15伏电源，7脚接地，14脚与7脚之间接电容C9，10脚和8脚分别接U3的14和11脚，9脚和12脚接或门U5B的9脚，13脚接或门U5A的2脚，触发器U4A的6脚经电阻R23接+15伏电源同时接U2D的13脚输出，5脚、3脚接地，1脚接或门U5A的3脚和U5B的12脚，或门U5A的14脚接+15伏电源同时经电容C11接地，7脚接地，或门U5A的4脚和U5B的11脚接欠压保护电路(5)，或门U5A的1脚和U5B的13脚同时接放大隔离电路(6)。所述的运算放大器U1B采用的是型号为LF347的运算放大器。所述的脉宽调制器U3采用的是型号为UC3846电流控制型脉宽调制器。所述的电压比较器U2A和U2D采用的是型号为LM339的电压比较器。所述的触发器U4A和U4B采用的是型号为CD4013的双D型触发器。所述的或门U5A和U5B采用的是型号为CD4072的双四输入或门。
权利要求1.一种移相谐振软开关逆变器用控制驱动器，主要包括带有欠压保护电路的超前臂脉冲发生调节电路和滞后臂脉冲发生调节电路，以及作为输出的放大隔离电路，其特征是所述的超前臂脉冲发生调节电路是采用电流型控制，并具有斜坡补偿电路；所述的滞后臂脉冲发生调节电路则带有脉宽控制电路；所述超前臂脉冲发生调节电路是由电流控制型脉宽调制器U3及电阻、电容组成，其具体电路是，输入的电流给定信号Ig连接U3的5脚，U3的3脚、12脚接地，6、7脚短接，15脚接+15伏电源，9脚经电阻R7接地，13脚并接电容E3和C3接地同时经电阻R6接+15伏电源，+15伏电源与地之间有电容E2，U3的1、2脚以及16脚经电阻R5接欠压保护电路，14和11脚接放大隔离电路，同时又接滞后臂脉冲发生调节电路中触发器U4B的10脚和8脚，U3的4脚接斜坡补偿电路，U3的10脚接滞后臂脉冲发生调节电路中电压比较器U2A的5脚，U3的8脚经电容C6接地同时接斜坡补偿电路中运算放大器U1B的5脚；所述的斜坡补偿电路是由运算放大器U1B及阻容网络组成，其具体电路是，输入的电流反馈信号If同时接电阻R15和R13，R15并接电容C12和电阻R16接地同时接U3的16脚，电阻R13经电阻R12接地，同时经电阻R11接-15伏电源，同时还并接电阻R9、电容C4和电阻R10与电容C5串联后接U1B的7脚，U1B的6脚短接7脚，7脚输出去脉宽控制电路，在电源-15伏与地之间接电容E4；所述的脉宽控制电路是由电压比较器U2D和相应的电阻电容组成，其具体电路是，U1B的7脚输出经电阻R21接U2D的11脚，11脚又经R22接地，U2D的10脚经电阻R8接输入的电流给定信号Ig同时经电容C10接地；放大隔离电路的输出Io去控制逆变器。
2.根据权利要求1所述的控制驱动器，其特征是所述的滞后臂脉冲发生调节电路是由电压比较器U2A、触发器U4B和U4A以及或门U5A和U5B与相应电阻电容组成，其具体的电路是，电压比较器U2A的5脚接U3的10脚同时经电阻R17接地，U2A的4脚并接电阻R19和电容C7接地同时经电阻R18接+15伏电源，3脚接+15伏电源同时经电容C8接地，12脚接地，2脚输出经R20接+15伏电源同时接触发器U4B的11脚、U4A的4脚和或门U5A的5脚U5B的10脚，触发器U4B的14脚接+15伏电源，7脚接地，14脚与7脚之间接电容C9，10脚和8脚分别接U3的14和11脚，9脚和12脚接或门U5B的9脚，13脚接或门U5A的2脚，触发器U4A的6脚经电阻R23接+15伏电源同时接U2D的13脚输出，5脚、3脚接地，1脚接或门U5A的3脚和U5B的12脚，或门U5A的14脚接+15伏电源同时经电容C11接地，7脚接地，或门U5A的4脚和U5B的11脚接欠压保护电路，或门U5A的1脚和U5B的13脚同时接放大隔离电路。
3.根据权利要求1所述的控制驱动器，其特征是所述的运算放大器U1B采用的是型号为LF347的运算放大器。
4.根据权利要求1所述的控制驱动器，其特征是所述的脉宽调制器U3采用的是型号为UC3846电流控制型脉宽调制器。
5.根据权利要求1或2所述的控制驱动器，其特征是所述的电压比较器U2A和U2D采用的是型号为LM339的电压比较器。
6.根据权利要求1或2所述的控制驱动器，其特征是所述的触发器U4A和U4B采用的是型号为CD4013的双D型触发器。
7.根据权利要求1或2所述的控制驱动器，其特征是所述的或门U5A和U5B采用的是型号为CD4072的双四输入或门。
专利摘要本实用新型提供了一种移相谐振软开关逆变器用控制驱动器的技术方案。该方案主要包括带有常规欠压保护电路的超前臂脉冲发生调节电路和滞后臂脉冲发生调节电路，以及作为输出的常规放大隔离电路，本方案所述的超前臂脉冲发生调节电路是采用电流型控制，并具有斜坡补偿电路。所述的滞后臂脉冲发生调节电路则带有脉宽控制电路。所述超前臂脉冲发生调节电路是由电流控制型脉宽调制器U3及电阻、电容组成。所述的斜坡补偿电路是由运算放大器U1B及阻容网络组成。所述的滞后臂脉宽控制电路是由电压比较器U2D和相应的电阻电容组成。所述的滞后臂脉冲发生调节电路是由电压比较器U2A、触发器U4B和U4A以及或门U5A和U5B与相应电阻电容组成。
文档编号H02M7/48GK2660781SQ03253489
公开日2004年12月1日 申请日期2003年9月22日 优先权日2003年9月22日
发明者陈仁富 申请人:陈仁富