ZX7-315逆变焊机的整流和控制电源电路设计

【整流主电路、电容预充电控制电路】 3相电源经电源开关（空气断路器）QF1引入，输入由3块桥式整流模块组成的3相桥式整流电路中。继电器KA1和两只功率电阻形成电容预充电电路，由于电容器具有端电压不能突变的特性，上电瞬间形同“短路”，会形成极大的浪涌充电电流，易损坏整流模块和引起电源开关跳闸。增加预充电电路，可解决这个问题。设备上电瞬间，继电器KA1常开触点处于断开状态，整流电压经两只并联功率电阻为滤波电容充电，使主电路A、B端直流电压逐渐上升，至一定值时，控制电源电路开始起振工作，继电器KA1得电吸合，短接充电电阻。滤波电容两端形成约530V的直流电压，由A、B端子供后级逆变电路。

电流互感器TA1串接于直流输出回路中，将整流电流检测信号，送入后级过电流保护电路，实施过电流停机保护。

【控制电源电路】 电源变压器TC1的一次绕组输入380V工作电源，经自耦绕组取出AC220V，供散热风机M1、M2，用于对逆变电源的场效应晶体管和输出整流电路进行强制风冷，以增强散热效果。TC1的双14V二次绕组，输出14V交流电压经全波整流后，得到约18V左右的不稳定直流电压，共分3路送入后级电源电路。第一路经82Ω电阻降压、稳压集成电路L7805稳压后，取出＋5V供电，供数显表头显示焊接电流调节值（见图6-8）；第二路经串接二极管输入稳压集成电路L7812，取得＋12V稳压电源，供升压开关电源振荡芯片KA3843的工作电源，同时作为后级控制电路的电源；第三路送入由PWM脉冲振荡芯片和电源开关管等器件构成的＋24V升压电路，以形成＋24V稳压电源，供充电继电器KA1的线圈供电，及后级驱动电路的供电。

图6-8 ZX7-315逆变焊机的主电路整流电路和控制电源电路(www.xing528.com)

振荡芯片KA3843（电路结构与原理同UC3843、UC3844），其电路原理本书有关章节已有介绍，此处不再赘述。由振荡芯片IC1、电感L1和开关管VT1（元件序号为作者添加）等元件构成的＋24V升压电路，电路工作过程简述如下：＋12V供电电源加到IC1的7脚以后，在8脚输出5V基准电压，经R5和VT2导通等效电阻的并阻电阻、C1定时电路和IC1内部振荡电路形成振荡信号，在6脚生成PWM脉冲，驱动开关管VT1。开关管VT1导通时，电感元件L1吸入电源电流，其自感应电动势上正下负，L1存储磁能，整流器D92M-02反偏截止；开关管VT1截止期间，因流入L1的电流不能突变，故L1产生下正上负的感应电动势，形成经L1上端、3300μF电容到地和经L1下端、整流器D92M-02、＋24V负载电路到地的磁能释放回路，此时，整流器D92M-02正偏导通，经1000μF电容滤波，为负载电路提供电流。因L1的自感应电动势方向为上负下正，其负端接于18V整流电压的正端，L1的正端相对于18V整流电压来说，形成升压输出。

开关管源极的两只串联电流采样电阻R1、R2将电路工作电流转化为电压检测信号，输入IC1的3脚，实施电流控制PWM模式在过载发生时，使IC1处于保护停振状态；＋24V输出电压，又经R6、R7分压后，由R8引入到IC1的电压反馈信号输入端2脚，实施电压闭环控制，达到使输出电压稳定于＋24V的目的。

稳压集成电路L7812输入端的两只二极管D1、D2为隔离二极管，上电瞬间D1导通，不稳定18V整流电压加到L7812的输入端，使L7812输出的电压提供IC1的起振电压和电流。当＋24V电压稳定建立后，D2正偏导通，D1反偏截止，L7812改由稳定的＋24V电压供电，由此保障L7812输出稳定＋12V电压，作为IC1的稳定电源，避免因电网电压降低使整流18V跌落，使L7812的输入/输出电压差超过允许值时，引起＋12V供电电源不稳定，引起控制电路工作失常。

电源振荡电路中，因晶体管VT2的控制作用（试分析），不但有脉宽调整作用，而且随电路工作电流的大小，振荡频率也在一定范围内变化。从而使本电路有别于常规的开关电源，成为调宽又调频的电路。在上电期间和工作电流较小时，VT2导通程度“较深”，其集电极、发射极之间的等效电阻较小，与R5并联形成的电阻值较小，定时电路的时间常数较小，电路振荡频率较高，电感元件L1的存储能量也较少；在工作电流较大时，因电流采样信号电压上升，使VT2正偏压变小，VT2导通程度“变浅”，集电极、发射极之间的等效电阻变大，IC1的4脚外围定时电路的时间常数变大，电路振荡频率降低，L1的感抗变小，流通电流变大，储能增多。可以看出，这是一个工作电流补偿控制环节，利于维持＋24V输出电压的稳定。