逆变电焊机原理图的讲解
逆变焊机资料

逆变焊机资料一、原理总述25米勒304 焊机原理图及其分析工作原理:米勒焊机304 焊机的工作模式是:调频工作串联谐振式PFM。
主电路如图一所示:主电路由四只IGBT 组成,设有过零电流检测电路,保证谐振回路中的电流与驱动信号相同步,其控制功能有以下特点:(1)具有CC、CV 两种模式(2)CV 模式中具有电子电抗器功能,其电子电抗器具有较好的控制熔深,能广泛用于集装箱行业的焊接。
(3)本文还分析了304 焊机以前的老型号的焊机情况26——所有资料来自亚州集装箱厂的米勒焊机解剖米勒304 焊机控制电路原理图1、控制输入信号:电流给定或电压给定控制输出信号:四路驱动信号2、电子电抗器或推力电流给定3、电压反馈4、电流反馈5、变压器原边电流反馈6、控制框图:见图127图1:控制原理框图28第二部分2.1 电流及电压给定电路给定电路由RC1-22 提供给定,经同相跟随器后,变为5 路输出。
(1)、推力作用的嵌位电路,由Q25 完成;(2)、电压给定电路,由A2C 完成;(3)、电流给定电路,由A6B 完成;(4)4A;、A (5)6C;、A图2:电流及电压给定电路292.2 电压给定电压给定变换电路,其中一路送给A7B 进行显示RC1 由R114 及AC2 组成,—19,另一路送给给定综合点R78 及R20,进行电子电抗器及调节器综合。
图3:电压给定电路经A2C 电压给定变为最小值A2C 的电压输出范围为2V~7V 显示器为1~3.5 V15/750*100=2V2.3 电流给定由R152 及A6B 组成,合成引弧、推力等功能。
2.4 焊接电压反馈30焊接电压反馈由差动放大器组成,A7C 经变换的A7A 输送给。
(1)有无引弧判定电路U9A;(2)R154 (3)A3C (4)A5B (5)R66 (6)R45 显示电路;电子电抗器;平均值电压;2.4.1 差动放大电路分析图4:差动放大电路V(+)与V(-)经过差动放大器变为V(+)-V(-)/20,经A7A 组成二级滤波,使输出V0 为V(+)/10。
IGBT逆变电焊机工作原理及输出特性

IGBT逆变电焊机工作原理及输出特性本机采用三相交流380V电压经三相桥式整流、滤波后供给以新型IGBT为功率开关器件的逆变器进行变频(20KC)处理后,由中频变压器降压,再经整流输出可供焊接所需的电源,通过集成电路构成的逻辑控制电路对电压、电流信号的反馈进行处理,实现整机闭环控制,采用脉宽调制PWM为核心的控制技术,从而获得快速脉宽调制的恒流特性和优异的焊接工艺效果。
ZX7—200/315/400 电原理图NBC系列CO2气体保护焊机NBC・630逆变式NBC系列C0:气体保护焊机分为普通型和数字化两种类型,包括250A、350A、500A、630A几种,用于焊接低碳钢、合金钢等。
主要特点采用波形控制技术,改善成形,降低飞溅;电流电压连续可调,调节范围宽;负载持续率高,可长时间连续焊接;焊接变形小,焊缝成形好;慢送丝引弧,引弧容易,成功率高;收弧时具有消球功能;焊接熔敷率髙;软开关变换,整机效率高;无源功率因数校正技术,功率因数高;高频逆变,体积小,重量轻;数显表头,焊接参数可精确预置;适用实芯/药芯焊丝;提供常规电流值、电压值匹配方案,方便操作人员调节;X型机具有下降特性,兼具手弧焊、碳弧气刨功能;z型机具有下降特性,兼具手弧焊、碳弧气刨功能,且电弧稳定性强, 特别适用于全位置自动焊接(此焊机需另配全自动焊送丝、行走控制系统)。
慢送丝引弧,引弧容易,成功率高;收弧时具有消球功能;焊接熔敷率髙;软开关变换,整机效率高;无源功率因数校正技术,刀架转盘回转角度- ±90°刀杆截面尺寸(四方刀架刀杆截面)mm 25X25主轴中心线至刀具支承面距离mm 26床尾主轴直径(尾座套筒直径)mm 75床尾主轴孔锥度(尾座套筒锥孔锥度)- 莫氏圆锥5号床尾主轴最大行程mm 150机床丝杠螺距mm 12加】丄公制螺纹范碉及种数mm 44 种:1-192加山英制螺纹范碉及种数牙/寸(tpi)21 种:2-24加工模数螺纹范碉及种数mm 39种:加丄径节螺纹范困及种数DP 37^: 1-96床身导轨宽度(导轨跨度)mm 400床身导轨硕度RC RC52主电机功率kW机床净重kg 2570机床毛重kg 3410机床轮廉尺寸(长X宽X高)mm 3668X1000X1267 机床包装尺寸(长X宽X商)mm 3850X1520X2010 加工精度- IT7表面光洁度u m产品名称普通午床木系列午床适用于牟削内外圆柱面,内锥血及其它旋转面°车削各种公制、英制、模数和 径节螺纹,并能进行钻孔和拉油槽等工作。
(完整word版)逆变电焊机原理图的讲解

主电路电气原理图主控制板电器原理图:逆变触发电路图:脉冲及时序板原理图:本机采用三相交流380V电压经三相桥式整流、滤波后供给以新型IGBT为功率开关器件的逆变器进行变频(20KC)处理后,由中频变压器降压,再经整流输出可供焊接所需的电源,通过集成电路构成的逻辑控制电路对电压、电流信号的反馈进行处理,实现整机闭环控制,采用脉宽调制PWM为核心的控制技术,从而获得快速脉宽调制的恒流特性和优异的焊接工艺效果。
IGBT逆变电焊机工作原理及输出特性这里介绍的逆变器(见图)主要由MOS 场效应管,普通电源变压器构成。
其输出功率取决于MOS 场效应管和电源变压器的功率,免除了烦琐的变压器绕制,适合电子爱好者业余制作中采用。
下面介绍该逆变器的工作原理及制作过程。
--拓普电子1。
电路图2。
工作原理这里我们将详细介绍这个逆变器的工作原理。
方波信号发生器(见图3) 这里采用六反相器CD4069构成方波信号发生器。
电路中R1是补偿电阻,用于改善由于电源电压的变化而引起的振荡频率不稳。
电路的振荡是通过电容C1充放电完成的.其振荡频率为f=1/2.2RC 。
图示电路的最大频率为:fmax=1/2.2×3.3×103×2。
2×10—6=62.6Hz ;最小频率fmin=1/2。
2×4.3×103×2。
2×10—6=48.0Hz 。
由于元件的误差,实际值会略有差异。
其它多余的反相器,输入端接地避免影响其它电路。
场效应管驱动电路。
由于方波信号发生器输出的振荡信号电压最大振幅为0~5V,为充分驱动电源开关电路,这里用TR1、TR2将振荡信号电压放大至0~12V.如图4所示.MOS 场效应管电源开关电路。
这是该装置的核心,在介绍该部分工作原理之前,先简单解释一下MOS 场效应管的工作原理。
MOS 场效应管也被称为MOS FET , 既MetalOxide Semiconductor Field Effect 图4 图3Transistor(金属氧化物半导体场效应管)的缩写。
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主电路电气原理图主控制板电器原理图:逆变触发电路图:脉冲及时序板原理图:本机采用三相交流380V电压经三相桥式整流、滤波后供给以新型IGBT为功率开关器件的逆变器进行变频(20KC)处理后,由中频变压器降压,再经整流输出可供焊接所需的电源,通过集成电路构成的逻辑控制电路对电压、电流信号的反馈进行处理,实现整机闭环控制,采用脉宽调制PWM为核心的控制技术,从而获得快速脉宽调制的恒流特性和优异的焊接工艺效果。
IGBT逆变电焊机工作原理及输出特性 这里介绍的逆变器(见图)主要由MOS 场效应管,普通电源变压器构成。
其输出功率取决于MOS 场效应管和电源变压器的功率,免除了烦琐的变压器绕制,适合电子爱好者业余制作中采用。
下面介绍该逆变器的工作原理及制作过程。
--拓普电子 1.电路图2.工作原理这里我们将详细介绍这个逆变器的工作原理。
方波信号发生器(见图3) 这里采用六反相器CD4069构成方波信号发生器。
电路中R1是补偿电阻,用于改善图3由于电源电压的变化而引起的振荡频率不稳。
电路的振荡是通过电容C1充放电完成的。
其振荡频率为f=1/2.2RC 。
图示电路的最大频率为:fmax=1/2.2×3.3×103×2.2×10-6=62.6Hz;最小频率fmin=1/2.2×4.3×103×2.2×10-6=48.0Hz 。
由于元件的误差,实际值会略有差异。
其它多余的反相器,输入端接地避免影响其它电路。
场效应管驱动电路。
由于方波信号发生器输出的振荡信号电压最大振幅为0~5V ,为充分驱动电源开关电路,这里用TR1、TR2将振荡信号电压放大至0~12V 。
如图4所示。
MOS 场效应管电源开关电路。
这是该装置的核心,在介绍该部分工作原理之前,先简单解释一下MOS 场效应管的工作原理。
MOS 场效应管也被称为MOS FET , 既Metal OxideSemiconductor Field Effect Transistor (金属氧化物半导体场效应管)的缩写。
逆变电焊机原理图的讲解

电路板见图11。所用元器件可参考图12。逆变器用的变压器采用次级为12V、电流为10A、初级电压为220V的成品电源变压器。P沟道MOS场效应管(2SJ471)最大漏极电流为30A,在场效应管导通时,漏-源极间电阻为25毫欧。此时如果通过10A电流时会有2.5W的功率消耗。N沟道MOS场效应管(2SK2956)最大漏极电流为50A,场效应管导通时,漏-源极间电阻为7毫欧,此时如果通过10A电流时消耗的功率为0.7W。由此我们也可知在同样的工作电流情况下,2SJ471的发热量约为2SK2956的4倍。所以在考虑散热器时应注意这点。图13展示本文介绍的逆变器场效应管在散热器(100mm×100mm×17mm)上的位置分布和接法。尽管场效应管工作于开关状态时发热量不会很大,出于安全考虑这里选用的散热器稍偏大。
主电路电气原理图
主控制板电器原理图:
逆变触发电路图:
脉冲及时序板原理图:
本机采用三相交流380V电压经三相桥式整流、滤波后供给以新型IGBT为功率开关器件的逆变器进行变频(20KC)处理后,由中频变压器降压,再经整流输出可供焊接所需的电源,通过集成电路构成的逻辑控制电路对电压、电流信号的反馈进行处理,实现整机闭环控制,采用脉宽调制PWM为核心的控制技术,从而获得快速脉宽调制的恒流特性和优异的焊接工艺效果。
下面简述一下用C-MOS场效应管(增强型MOS场效应管)组成的应用电路的工作过程(见图9)。电路将一个增强型P沟道MOS场效应管和一个增强型N沟道MOS场效应管组合在一起使用。当输入端为低电平时,P沟道MOS场效应管导通,输出端与电源正极接通。当输入端为高电平时,N沟道MOS场效应管导通,输出端与电源地接通。在该电路中,P沟道MOS场效应管和N沟道MOS场效应管总是在相反的状态下工作,其相位输入端和输出端相反。通过这种工作方式我们可以获得较大的电流输出。同时由于漏电流的影响,使得栅压在还没有到0V,通常在栅极电压小于1到2V时,MOS场效应管既被关断。不同场效应管其关断电压略有不同。也正因为如此,使得该电路不会因为两管同时导通而造成电源短路。
ZX7-500S逆变直流弧焊机工作原理

ZX7-500S逆变直流弧焊机工作原理ZX7-500S采用ICBT功率模块器件,及先进的电子电路,比传统焊机节电1/3以上,是一种新型的高效节能机电一体化产品。
具有动态响应快,焊接电弧稳定,功率输出能力强,调节精确,效率高,空载损耗小,保护功能完善,可靠性更高等特点。
工作原理 见图所示。
三相电源经断路器K1供给三相桥式整流D6的输入端,整流输出600V直流电压由限流电抗器Ll进行限流。
因为电容c5、C6的容量比较大,又因为电容两端的电压不能突变,因此在电源接通的瞬间,电容c5、C6中产生较大的冲击电流。
为了减小此冲击电流,串入电感L1(因为Ll两端的电流不能突变)。
另外,当直流脉冲电压从最大值减小到零时.Ll所产生的反电势通过续流二极管D5构成回路,以免对ICBT管构成威胁。
电容C22、C23是滤除电源高次谐波:限流后经电容c5、Cl0滤波。
电阻Rl、R2是放电电阻,电容C8、C9是换向电容,由于C8、C9是串联容量又相等,所以在每个电容上充有300V的直流电压。
当Vl触发导通,电源+→V1→变压器初级线圈b端→a端(C8负极),B2线圈h+、a-。
当V2导通,电容C9的正端→变压器初级线圈b端→V2→C9负极,B2线圈a+、b-。
因此ICBT模块中的Vl、V2在主控板PCB3-7的控制下轮流导通(频率为20kHz).即高频变压器B2初级线圈就有交变电流通过。
这样.B2的次级线圈感应出电压经D1~D4整流、电抗滤波器L2及滤波板I.B2组成的滤波电路,滤波后输出直流80v弧焊电压。
保护电路:由于B2初级线圈在IGBT通断瞬间所产生的反峰电势,由C7、R4、C6、R3组成的阻容吸收保护电路,防止IGBT过电压击穿。
此外,过电压保护还由于压敏电阻RY1并在直流输出回路中,当电压高于所设定值时.RYI导通迫使断路器Kl断开;过热保护是由热敏继电器J置于ICBT的散热片上,当温度高于75℃时J断开,由主控板PCB内部处理迫使振荡电路停振,使Bl/El、B2/E2无驱动信号输出。
WS160_200_315逆变式直流脉冲氩弧焊机使用说明书及工作原理图
23 1
1
1 2 2 1 2 3S43 5 6
S4 DC60C 板 1 2
说明:A板——控制板
B板——DC/AC板 D板——高频整流板
DC60C板——引弧板 K1 、K2——温度传感器开关触点
S——氩弧焊手把开关
E板——缓冲板
WS160 、200 逆变焊机接线图
附图:4、电气原理图(WS315 型焊机):
适的电流值,按下焊炬开关,本焊机引弧方式为高频引弧,钨极勿需与工件接触(为防 止钨极烧损,均勿碰触焊件)即可引弧焊接,焊接结束,松开焊枪开关,电弧熄灭。
4.负载持续率(暂载率) 负载持续率以百分率表示焊机必须在每一连续 10 分钟时间间隙输出额定电流而 不超过预定温度极限的那段时间。因此,60%的负载持续率(国标标准的工业额定值)意 味着,焊机可在每 10 分钟当中有 6 分钟输出额定电流(最大电流)(1 小时在额定下连 续工作 36 分钟,不是 60%负载持续率)。 特别注意:在额定电流情况下焊接时间不超过 6 分钟,然后休止,再焊接,如要超 过 6 分钟应降低焊机输出电流。 六.焊机常见故障处理
在焊机后面有专门设置的接地端子,此接地端子在焊机使用过程中必须与大地连 接牢固,以防止焊机外壳带电。 3.焊机安装位置
焊机必须放在坚固平坦的地面,清洁不潮湿 4.不可把焊机放在下述几个地方:
a .可能受到风吹雨淋的地方 b.环境温度大于 40℃或低于零下 10℃地方 c.有危害性或腐蚀性气体的地方 d.有高温蒸气的地方 e.有油性气体的地方
f.充满灰尘的地方 g.有振动、易碰撞的地方 h.周围空间小于 20 厘米的地方 5.连接 a.接焊机线时,请确认焊机开关处于关闭状态,严禁开关处于“开”状态下接电。 b.所有接线应当接触可靠,无裸露带电导线。 如图示:
中频逆变点焊机技术介绍ppt课件
图1 控制原理图
中频逆变原理
图2 波形图
4
中频逆变优势(1)
5
中频逆变优势(2)6Biblioteka 中频逆变优势(3)7
中频逆变焊接的经济效益
8
操作成本
9
投资成本
10
质量成本
11
交流能耗
12
中频能耗
13
交流与中频焊接时间对比
14
交流与中频焊接能量对比
15
点焊原理
16
点焊的典型程序
17
点焊焊接质量的一般要求
中频逆变点焊机 介绍
1
中频逆变原理
控制系统简介
1.工频交流电阻焊控制电源 采用反向并联的两晶闸管与焊接变压器的初级绕组串联后接
入电网,利用触发控制装置,使两晶闸管分别在交流电的正负半 周期通电源。改变晶闸管的导通角,便可实现对焊接变压器次级 输出电流的调节。
工频交流电源由于设计原理相对简单、元件生产技术成熟、 制造成本较低等在电阻焊电源中占有最多的份额。 2.中频直流电阻焊控制电源
52
中频逆变点焊机特点
➢提供高质量、高效率的焊接能力; ➢1000Hz的工作频率,时间控制精度为1ms; ➢功率因数接近于1,无电感分量,无需调整功率因素; ➢三相平衡负载,减少对供电系统的要求; ➢减少电源消耗,节约生产成本。
53
中频逆变点焊机特点
配置德国博世UIR动态电阻控制功能,保证点焊质量; 在设备本体右侧方便操作的地方安装工业级平板电脑。实现焊接数据存贮 、查询、分析;实现网络连接,在办公网络及互联网上可查询相关焊接数 据;显示各项异常、报警、提示信息;并为电脑安装可翻转门,方便用户 操作。电脑上方安装电脑电源通/断开关。
逆变电焊机原理图的讲解
主电路电气原理图主控制板电器原理图:逆变触发电路图:脉冲及时序板原理图:本机采用三相交流380V电压经三相桥式整流、滤波后供给以新型IGBT为功率开关器件的逆变器进行变频(20KC)处理后,由中频变压器降压,再经整流输出可供焊接所需的电源,通过集成电路构成的逻辑控制电路对电压、电流信号的反馈进行处理,实现整机闭环控制,采用脉宽调制PWM为核心的控制技术,从而获得快速脉宽调制的恒流特性和优异的焊接工艺效果。
IGBT逆变电焊机工作原理及输出特性这里介绍的逆变器(见图)主要由MOS 场效应管,普通电源变压器构成。
其输出功率取决于MOS 场效应管和电源变压器的功率,免除了烦琐的变压器绕制,适合电子爱好者业余制作中采用。
下面介绍该逆变器的工作原理及制作过程。
--拓普电子1.电路图2.工作原理这里我们将详细介绍这个逆变器的工作原理。
方波信号发生器(见图3)这里采用六反相器CD4069构成方波信号发生器。
电路中R1是补偿电阻,用于改善图3由于电源电压的变化而引起的振荡频率不稳。
电路的振荡是通过电容C1充放电完成的。
其振荡频率为f=1/2.2RC 。
图示电路的最大频率为:fmax=1/2.2×3.3×103×2.2×10-6=62.6Hz;最小频率fmin=1/2.2×4.3×103×2.2×10-6=48.0Hz 。
由于元件的误差,实际值会略有差异。
其它多余的反相器,输入端接地避免影响其它电路。
场效应管驱动电路。
由于方波信号发生器输出的振荡信号电压最大振幅为0~5V ,为充分驱动电源开关电路,这里用TR1、TR2将振荡信号电压放大至0~12V 。
如图4所示。
MOS 场效应管电源开关电路。
这是该装置的核心,在介绍该部分工作原理之前,先简单解释一下MOS场效应管的工作原理。
MOS 场效应管也被称为MOS FET , 既Metal Oxide Semiconductor FieldEffect Transistor (金属氧化物半导体场效应管)的缩写。
逆变直流电焊机的工作原理讲解
3.动特性好,引弧容易,电弧稳定,焊缝成形美观,飞溅小。
4.适合于与机器人结合,组成自动焊接生产系统。
5.可一机多用,完成多种焊接和切割过程。
电焊机之IGBT系列焊机工作原理
一、功率开关管的比较
常用的功率开关有晶闸管、IGBT、场效应管等。其中,晶闸管(可控硅)的开关频率最低约1000次/秒左右,一般不适用于高频工作的开关电路。
逆变电焊机的基本工作原理
逆变电焊机主要是逆变器产生的逆变式弧焊电源,又称弧焊逆变器,是一种新型的焊接电源。是将工频(50Hz)交流电,先经整流器整流和滤波变成直流,再通过大功率开关电子元件(晶闸管SCR、晶体管GTR、场效应管MOSFET或IGBT),逆变成几kHz~几十kHz的中频交流电,同时经变压器降至适合于焊接的21-28V电压,再次整流并经电抗滤波输出相当平稳的直流焊接电流。其变换顺序可简单地表示为:
日朗逆变直流电焊机
本机采用三相交流380V电压经三相桥式整流、滤波后供给以新型IGBT为功率开关器件的逆变器进行变频(20KC)处理后,由中频变压器降压,再经整流输出可供焊接所需的电源,通过集成电路构成的逻辑控制电路对电压、电流信号的反馈进行处理,实现整机闭环控制,采用脉宽调制PWM为核心的控制技术,从而获得快速脉宽调制的恒流特性和优异的焊接工艺效果。
但无论弧焊机还是切割机,它们的工作电流都很大。使用一个场效应管满足不了焊机对电流的需求,一般采用多只并联的形式来提高焊机电源的输出电流。这样既增加了成本,又降低了电路的稳定性和可靠性。
二、IGBT焊机的特点
IGBT焊机指的是使用IGBT作为逆变器开关器件的弧焊机。由于IGBT的开关频率较低,电流大,焊机使用的主变压器、滤波、储能电容、电抗器等电子器件都较场效应管焊机有很大不同,不但体积增大,各类技术参数也改变了。
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主电路电气原理图
主控制板电器原理图:
逆变触发电路图:
脉冲及时序板原理图:
本机采用三相交流380V电压经三相桥式整流、滤波后供给以新型IGBT为功率开关器件的逆变器进行变频(20KC)处理后,由中频变压器降压,再经整流输出可供焊接所需的电源,通过集成电路构成的逻辑控制电路对电压、电流信号的反馈进行处理,实现整机闭环控制,采用脉宽调制PWM为核心的控制技术,从而获得快速脉宽调制的恒流特性和优异的焊接工艺效果。
IGBT逆变电焊机工作原理及输出特性
这里介绍的逆变器(见图)主要由MOS 场效应管,普通电源变压器构成。
其输出功率取决于MOS 场效应管和电源变压器的功率,免除了烦琐的变压器绕制,适合电子爱好者业余制作中采用。
下面介绍该逆变器的工作原理及制作过程。
--拓普电子
1.电路图
2.工作原理
这里我们将详细介绍这个逆变器的工作原理。
方波信号发生器(见图3)这里采用六反相器CD4069
构成方波信号发生器。
电路中R1是补偿电阻,用于改善
图3
由于电源电压的变化而引起的振荡频率不稳。
电路的振荡是通过电容C1充放电完成的。
其振荡频率为f=1/2.2RC 。
图示电路的最大频率为:fmax=1/2.2×3.3×103×2.2×10-6=62.6Hz;最小频率fmin=1/2.2×4.3×103×2.2×10-6=48.0Hz 。
由于元件的误差,实际值会略有差异。
其它多余的反相器,输入端接地避免影响其它电路。
场效应管驱动电路。
由于方波信号发生器输出的振荡信号电压最大
振幅为0~5V ,为充分驱动电源开关电路,这里用
TR1、TR2将振荡信号电压放大至0~12V 。
如图4
所示。
MOS 场效应管电源开关
电路。
这是该装置的核心,在
介绍该部分工作原理之
前,先简单解释一下MOS
场效应管的工作原理。
MOS 场效应管也
被称为MOS FET , 既
Metal Oxide Semiconductor Field
Effect Transistor (金属氧化物半导体场效应管)的缩写。
它一般有耗尽型和增强型两种。
本文使用的为增强型MOS 场效应管,其内部结构见图5。
它可分为NPN 型PNP 型。
NPN 型通常称为N 沟道型,PNP 型也叫P 沟道型。
由图可看出,对于N 沟道的场效应管其源极和漏极接在N 型半导体上,同样对于P 沟道的场效应管
其源极和漏极则接在P 型半导体上。
我们知道一般三极管是由输入的电流
控制输出的电流。
但对于场效应管,
其输出电流是由输入的电压(或称电
场)控制,可以认为输入电流极小或
没有输入电流,这使得该器件有很高
的输入阻抗,同时这也是我们称之为
场效应管的原因。
图4
图5 图6
为解释MOS 场效应管的工作原理,我们先了解一下仅含有一个P—N结的二极管的工作过程。
如图6所示,我们知道在二极管加上正向电压(P端接正极,N端接负极)时,二极管导通,其PN结有电流通过。
这是因为在P型半导体端为正电压时,N型半导体内的负电子被吸引而涌向加有正电压的P型半导体端,而P
型半导体端内的正电子则朝N型
半导体端运动,从而形成导通电
流。
同理,当二极管加上反向电压
(P端接负极,N端接正极)时,
这时在P型半导体端为负电压,正
电子被聚集在P型半导体端,负电
子则聚集在N型半导体端,电子不
移动,其PN结没有电流通过,二
极管截止。
图7a 图7b
对于场效应管(见图7),在
栅极没有电压时,由前面分析可知,
在源极与漏极之间不会有电流流
过,此时场效应管处与截止状态(图
7a)。
当有一个正电压加在N沟道
的MOS 场效应管栅极上时,由于电
场的作用,此时N型半导体的源极
和漏极的负电子被吸引出来而涌向
栅极,但由于氧化膜的阻挡,使得电子聚集在两个N沟道之间的P型半导体中(见图7b),从而形成电流,使源极和漏极之间导通。
我们也可以想像为两个N型半导体之间为一条沟,栅极电压的建立相当于为它们之间搭了一座桥梁,该桥的大小由栅压的大小决定。
图8给出了P沟道的MOS 场效应管的工作过程,其工作原理类似这里不再重复。
下面简述一下用C-MOS场效应管(增强型MOS 场效应管)组成的应用电路的工作过程(见图
9)。
电路将一个增强型P沟道MOS场效应管和一个增强型N沟道MOS场效应管组合在一起使用。
当输入端为低电平时,P沟道MOS场效应管导通,输出端与电源正极接通。
当输入端为高电平时,N沟道MOS场效应管导通,输出端与电源地接通。
在该电路中,P沟道MOS场效应管和N 沟道MOS场效应管总是在相反的状态下工作,其相位输入端和输出端相反。
通过这种工作方式我们可以获得较大的电流输出。
同时由于漏电流的
图8
影响,使得栅压在还没有到0V ,通常在栅极电压小于1到2V 时,MOS 场效应管既被关断。
不同场效应管其关
断电压略有不
同。
也正因为
如此,使得该
电路不会因为
两管同时导通
而造成电源短
路。
由以上
分析我们可以
画出原理图中MOS 场效应管
电路部分的工作过程(见图10)。
工作原理同前所述。
这种低电压、大电流、频率为50Hz 的交变信号通过变压器的低压绕组时,会在变压器的高压侧感应出高压交流电压,完成直流到交流的转换。
这里需要注意的是,在某些情况下,如振荡部分停止工作时,变压器的低压侧有时会有很大的电流通过,所以该电路的保险丝不能省略或短接。
3.制作要点
电路板见图11。
所用元器件可参考图12。
逆变器用的变压器采用次级为12V 、电流为10A 、初级电压为220V 的成品电源变压器。
P 沟道MOS 场效应管(2SJ471)最大漏极电流为30A ,在场效应管导通时,漏-源极间电阻为25毫欧。
此时如果通过10A 电流时会有2.5W 的功率消耗。
N 沟道MOS 场效应管(2SK2956)最大漏极电流为50A ,场效应管导通时,漏-源极间电阻为7毫欧,此时如果通过10A 电流时消耗的功率为0.7W 。
由此我们也可知在同样的工作电流情况下,2SJ471的发热量约为2SK2956的4倍。
所以在考虑散热器时应注意这点。
图13展示本文介绍的逆变器场效应管在散热器
(100mm×100mm×1
7mm )上的位置分布
和接法。
尽管场效应
管工作于开关状态
时发热量不会很大,
出于安全考虑这里
选用的散热器稍偏
大。
图
10 图11
4.逆变器的性能测试
图13
图12
测试电路见
图14。
这里测试
用的输入电源采
用内阻低、放电电
流大(一般大于
100A )的12V 汽车
电瓶,可为电路提
供充足的输入功
率。
测试用负载为
普通的电灯泡。
测试的方法是通过改变负载大小,并测量此时的输入电流、电压以及输出电压。
其测试结果见
电压、电流曲
线关系图(图
15a )。
可以看
出,输出电压
随负荷的增大
而下降,灯泡
的消耗功率随
电压变化而改
变。
我们也可
以通过计算找出输出电压和功率的关
系。
但实际上由于电灯泡的电阻会随
受加在两端电压变化而改变,并且输
出电压、电流也不是正弦波,所以这
种的计算只能看作是估算。
以负载为
60W 的电灯泡为例:
假设灯泡的电阻不随电压变化而
改变。
因为R 灯=V2/W=2102/60=735Ω,
所以在电压为208V 时,
W=V2/R=2082/735=58.9W 。
由此可折算
出电压和功率的关系。
通过测试,我
们发现当输出功率约为100W 时,输入
电流为10A 。
此时输出电压为200V 。
逆变器电源效率特性见图15b 。
图16为逆变器连续100W 负载时,场效应管
的温升曲线图。
图17为不同负载时输出波形图,供大家制作是参考。
图14 图15a 图15b
图16、17。