关于升压变频器的升压电路

关于升压变频器的升压电路
                            ——由一例逆变焊机电路联想到的……

1、ZX7-315逆变焊机的主电路整流电路和控制电源电路
〔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和两只功率电阻形为电容预充电电路，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得到吸合，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。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。
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，送入后级过流保护电路，实施过流停机保护。
图1 ZX7-315逆变焊机的主电路整流电路和控制电源电路
〔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，输入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（见下图5-11）；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。
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，电路工作过程的简述如下：+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，其自感电势上正下负，L1储存磁能，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势，形成经L1上端、3300uF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1000u电容滤波，为负载电路和提供电流。因L1的自感电势方向为上负下正，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，在过载发生时，改变IC1的6脚输出脉冲的宽度或使其处于保护停振状态；+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供电，由此保障L7812输出稳定+12V，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/输出电压差超过容许值时，引起+12V供电电源不稳，使后级控制电路的+12V、+24V电源电压都不稳定，引起工作失常。
电源振荡电路中，因晶体管VT2的控制作用，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偏小时，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的存储能量增多；在工作时或故障时，引起工作电流偏大时，因电流采样信号电压上升，使VT2正偏压变小，VT2导通程序“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的储能量减少。可以看出，这是一个工作电流负反馈控制环节，利于维持工作电流的稳定。

图1电源电路中，+24V电源，是由18V左右的整流电压升压后取得的。由此联想到升压变频器的输入220V，输出380V三相交流是可能和可行的。实际电路结构应该是这样的，先将输入单相AC220V整流，变为约280V的不稳定直流，再经如图1的L1、VT1、IC1逆变升压电路，将280V升压为530V直流，再送入IGBT逆变电路，得到AC380V三相输出电压。但由于升压电路的电路结构和元件体积所限，升压变频器仅局限于小功率机型。
将此逆变焊机电路与大家共享，可借以参考和了解升压变频器的内部电路构成，及升压电路的原理。

旷野之雪
2010，5，5

楼上朋友说得有道理，2倍压整流取得逆变供电，也有可能啊，电路结构更为简单啊。
希望有见过实际电路的朋友，给给出一个确切答案，哈哈。