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摘要：本文设计了高频双极性微束等离子弧焊电源，电路部分包括直流电源电路、控制电路和脉冲电路，经试验表明，该电源具有电源空载电压250V，陡降特性，电流输出范围0.1-30A，恒流闭环控制，高频双极性输出。很适合于铝合金等材料的薄板焊接。
关键词：焊接电源 微束等离子 薄板焊接
随着电子、电力、航空等工业的发展，薄件的焊接量增多，而薄件的焊接主要问题是电弧能量不集中，因此造成成型不佳及起弧、收弧不稳定造成的危害。因此就需要焊机能提供稳定性较强、能量密度较大以及相应的引弧、熄弧方法，因为高频电弧有较好的电弧稳定性及较强的自收缩作用，因此本文研制了高频双极性微束等离子弧焊电源。
一、电路的设计
本文设计的弧焊电源由直流电源电路、控制电路、脉冲电路等部分组成。
1. 直流电源电路
1.1直流电源总体设计方案
电源总体的设计方案如下：电源电路的结构包括两部分：主电路部分和控制电路部分，如图1-1所示。主电路包括：工频整理滤波、高频逆变、变压器和高频整流滤波等组成；控制电路包括：逆变器驱动电路、电流的测量电路和反馈控制电路等。
1.2直流电源主电路设计
主电路部分采用交流220 V输入，经整流滤波以后，经逆变电路将直流转变交流（逆变器半导体的开关为IGBT），再由变压器将其升压，最后经高频整流滤波输出给负载。
2.控制电路设计
控制电路主要由逆变桥驱动电路、过流过载保护电路、电流检测电路组成。驱动电路的控制芯片采用了美国通用半导体公司（Silicon General）推出的SG3525芯片。
2.1恒流控制
恒流是指在工作过程中维持电流的幅值不变，电压在低于最大电压范围内随着负载的变化而变化，恒流则需要通过闭环反馈电路来进行控制。
恒流部分主要由5个环节所构成：电流给定环节、PI调节器、整流滞后环节、LC滤波环节、电流采样环节。
2.2過流保护电路
保护电路利用磁环采集逆变变压器的原端电路，当电流超过所给定值时，比较器动作触发脉冲，脉冲经过了延迟隔离以后封锁SG3525的脉冲。以此来实现过流保护的功能。
3脉冲部分电路设计
本课题所研制的电源目标要获得双极性输出，因此设计电路时选择使用对称的两组电路，通过控制开关的通断来实现双极性输出及占空比的控制，以此来达到双极性脉冲的目的。
二、性能测试
2.1技术参数
高频双极性微束等离子弧焊电源的主要技术参数如下：
输入：单相220V；输出功率：0-6 kw；空载电压：250 V；输出电流：DC0-30 A；工作电压0-50V；陡降特性；恒流闭环控制，高频双极性输出。
2.2电源输出特性测试
由以上所绘制的波形图可知，电源输出具有陡降特性，电流电压波形稳定，能很好的满足高频双极性微束等离子弧焊对电源特性的要求。
三、结论
本文研制的电源，输入：单相220V；输出功率：0-6 kw；空载电压：250 V；输出电流：DC0-30 A；工作电压0-50V；陡降特性；恒流闭环控制，高频双极性输出。电源输出为高频脉冲电流，波形稳定，能提高微束等离子弧的稳定性。采用电流反馈控制方式，能够减少温升对晶体管的输出电流的影响，保证其实现恒流输出。可以采用高频引弧等措施，来降低对操作者要求，有利于进一步提高焊接质量以及工作效率。实践证明，由此方案设计的高频双极性微束等离子弧焊电源性能可靠，使用简单方便，焊接良好。
参考文献：
[1] 周玉生，新型微束等离子弧焊接电源的研制，材料科学与工艺，1999
[2] 刘会杰，高频脉冲微束等离子弧焊电源的研制，焊接，1993
[3] 陈焕明，熊振宇，江淑园，微束等离子弧焊变极性电源，焊接设备与原料，2000
关键词：焊接电源 微束等离子 薄板焊接
随着电子、电力、航空等工业的发展，薄件的焊接量增多，而薄件的焊接主要问题是电弧能量不集中，因此造成成型不佳及起弧、收弧不稳定造成的危害。因此就需要焊机能提供稳定性较强、能量密度较大以及相应的引弧、熄弧方法，因为高频电弧有较好的电弧稳定性及较强的自收缩作用，因此本文研制了高频双极性微束等离子弧焊电源。
一、电路的设计
本文设计的弧焊电源由直流电源电路、控制电路、脉冲电路等部分组成。
1. 直流电源电路
1.1直流电源总体设计方案
电源总体的设计方案如下：电源电路的结构包括两部分：主电路部分和控制电路部分，如图1-1所示。主电路包括：工频整理滤波、高频逆变、变压器和高频整流滤波等组成；控制电路包括：逆变器驱动电路、电流的测量电路和反馈控制电路等。
1.2直流电源主电路设计
主电路部分采用交流220 V输入，经整流滤波以后，经逆变电路将直流转变交流（逆变器半导体的开关为IGBT），再由变压器将其升压，最后经高频整流滤波输出给负载。
2.控制电路设计
控制电路主要由逆变桥驱动电路、过流过载保护电路、电流检测电路组成。驱动电路的控制芯片采用了美国通用半导体公司（Silicon General）推出的SG3525芯片。
2.1恒流控制
恒流是指在工作过程中维持电流的幅值不变，电压在低于最大电压范围内随着负载的变化而变化，恒流则需要通过闭环反馈电路来进行控制。
恒流部分主要由5个环节所构成：电流给定环节、PI调节器、整流滞后环节、LC滤波环节、电流采样环节。
2.2過流保护电路
保护电路利用磁环采集逆变变压器的原端电路，当电流超过所给定值时，比较器动作触发脉冲，脉冲经过了延迟隔离以后封锁SG3525的脉冲。以此来实现过流保护的功能。
3脉冲部分电路设计
本课题所研制的电源目标要获得双极性输出，因此设计电路时选择使用对称的两组电路，通过控制开关的通断来实现双极性输出及占空比的控制，以此来达到双极性脉冲的目的。
二、性能测试
2.1技术参数
高频双极性微束等离子弧焊电源的主要技术参数如下：
输入：单相220V；输出功率：0-6 kw；空载电压：250 V；输出电流：DC0-30 A；工作电压0-50V；陡降特性；恒流闭环控制，高频双极性输出。
2.2电源输出特性测试
由以上所绘制的波形图可知，电源输出具有陡降特性，电流电压波形稳定，能很好的满足高频双极性微束等离子弧焊对电源特性的要求。
三、结论
本文研制的电源，输入：单相220V；输出功率：0-6 kw；空载电压：250 V；输出电流：DC0-30 A；工作电压0-50V；陡降特性；恒流闭环控制，高频双极性输出。电源输出为高频脉冲电流，波形稳定，能提高微束等离子弧的稳定性。采用电流反馈控制方式，能够减少温升对晶体管的输出电流的影响，保证其实现恒流输出。可以采用高频引弧等措施，来降低对操作者要求，有利于进一步提高焊接质量以及工作效率。实践证明，由此方案设计的高频双极性微束等离子弧焊电源性能可靠，使用简单方便，焊接良好。
参考文献：
[1] 周玉生，新型微束等离子弧焊接电源的研制，材料科学与工艺，1999
[2] 刘会杰，高频脉冲微束等离子弧焊电源的研制，焊接，1993
[3] 陈焕明，熊振宇，江淑园，微束等离子弧焊变极性电源，焊接设备与原料，2000