是通过低频变压器变压,发生与主电路阻隔的高压,击穿火花放电器,在工件与电极之间发生电压大于3000V,频率在150~200KHZ高频高压振动,击穿中性气体介质而构成电弧[1]。工频变压器的体积和分量都很大,
的体积和分量,但会使整机电路复杂化,并且高频开关及引弧所发生的电磁搅扰(EMI)很简略搅扰开关电源的正常作业,尤其是脉冲电路和操控电路,影响了安稳性。
美国动力公司PI(Power Integrations)研发的单片开关器材TOPSwitch-GX,有效地把高压功率MOSFET器材、PWM操控、毛病维护和其它操控电路集成到单片CMOS上,还集成了许多内置的及用户可装备的功用[2]。咱们采用了TOPSwitch-GX系列中的
,结构简略紧凑,操控便利,能够有效地按捺电磁搅扰,引弧高效安稳,作用很好。
高频引弧电路原理如图1所示,包含输入整流滤波电路、开关电路、反应电路、维护电路、倍压整流电路以及引弧电路。电路中采用了
TOP249是PI公司研发的第二代单片集成开关芯片,在作业过程中运用反应电流来调理驱动脉冲占空比,到达稳压意图[5]。关于Y型封装的 TOP249芯片,共有六个管脚,分别是D、C、S、L、X、F。其间D、C、S分别为漏极、操控极和源极。
L为输入欠压与过压检测端,R5(图1所示)为欠压或过压检测电阻,并能给线路供给电压前馈,以削减开关频率的动摇。试验中取R5=2MΩ时,当直流输入电压到达100V时,电路起动。TOP249的欠压电流IUV=50μA,过压电流IOV=225μA。由此能够估算出 TOP249正常作业的电压规模:
X为外部电流调整端。在X端与源极S之间接入不同的电阻值,则能够将开关电流限定为不同的数值。
F为开关频率挑选端。当F端与源极S相接时,TOP249的开关频率为132KHz,当F端与操控端C相接时,其开关频率为66KHz。
此外,只要将L、X、F端一同与源极S相接,即可当作一般的三端TOP器材运用。
变压器的反应线圈电压整流滤波,通过滑润滤波后向TOP249供给一个偏置电压,当电压动摇时,就使操控端电流得以改动,通过调理输出占空比,使输出电压安稳。C3还与R6(X端电阻)一同构成尖峰电压滤波器,使偏置电压在负载较重时仍能保持安稳。
当功率MOSFET由导通转为截止时,在高频变压器初级线圈上就会发生感应电压和尖峰电压,其间尖峰电压是由高频变压器的漏感而构成的,与感应电压叠加后发生的高压很简略损坏MOSFET。因而有必要添加初级维护电路,对尖峰电压进行钳位或许吸收。在电路中运用瞬间变压二极管和超快康复二极管组成TVS、 SRD钳位电路,能充沛的发挥TVS响应速度极快、可接受高能量瞬态脉冲等长处,具有十分杰出的维护作用。
电网沟通电压220V经整流滤波得到约300V的直流电压,通过TOP249的注册和关断,在高频变压器T1初级得到频率为132KHZ的高频高压沟通,经升压后约为600V的高频沟通,再通过四倍压整流后得到幅值约2500V的直流高压加在电极两头,电极被击穿因而导致打火。并和后级的电容、焚烧变压器初级线圈构成高频振动,振动电压经焚烧变压器升压,可在工件和电极之间发生幅值为10000V左右、频率在150~200KHZ之间的高频高压,然后击穿中性气体介质点燃电弧。
引弧电路作业时答应沟通输入电压规模为85V~265V,引弧所需的功率大约为30W;依据引弧的频率规模,能够将TOP249的开关频率设置为132KHz。