今天我們來講述具有高抗電磁干擾能力的I-N- I電路在高頻焊接設(shè)備中的應(yīng)用，隨著焊接設(shè)備朝著高頻化、小型化方向發(fā)展, 高頻干擾問題日益突出。作者設(shè)計(jì)并研制的線路電流高頻干擾的測量及計(jì)算機(jī)分析系統(tǒng), 為研究高頻感應(yīng)加熱設(shè)備的電磁兼容性提供了重要的手段。

　　I-N- I 電路是在整流電路中應(yīng)用的一種高抗電磁干擾能力的電路結(jié)構(gòu)形式。通常整流器工作時(shí), 如果輸出負(fù)載載有高頻電流成分, 輸入電源線就會(huì)接收到高頻干擾信號(hào)。為了消除這種干擾, 就要求整流器與輸入電源和輸出負(fù)載隔離。要實(shí)現(xiàn)這種目的通常有兩種方法: 加輸入和輸出濾波器或者使用一種具有固有低輸入和低輸出電磁干擾的布局技術(shù)。這種布局技術(shù)就是采用I-N- I 電路結(jié)構(gòu)形式( Impulse ) Non) Pulsation) Impulse) 。實(shí)質(zhì)上是在輸入電路與輸出電路之間加一個(gè)控制產(chǎn)生高頻電流的網(wǎng)絡(luò)。圖1是一個(gè)I ) N- I電路的例子, 它通過一個(gè)由L-C 并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)組成的N 環(huán)節(jié)將一全橋電流源和一橋式電流負(fù)載連接起來, 這是一種諧振整流器形式。

圖1

　　I-N- I 電路不只是應(yīng)用于整流器具有抗干擾作用,I-N- I 電路不只是應(yīng)用于整流器具有抗干擾作用,在其它電路的設(shè)計(jì)中也同樣具有消除高頻干擾的作用。I-N- I 電路的許多拓樸結(jié)構(gòu)可以在高頻電路中用于抑制電磁干擾。同樣, I-N- I 電路也可以用于高頻引弧器的設(shè)計(jì)中, 以達(dá)到控制電磁干擾的目的。

　　新型高頻引弧器的設(shè)計(jì)采用I-N- I 電路結(jié)構(gòu), 在設(shè)計(jì)中采用了晶體管逆變升壓的電路形式, 其原理框圖如圖2 所示。整個(gè)電路由整流電路、濾波網(wǎng)絡(luò), 晶體管逆變升壓電路、火花隙式振蕩電路及耦合輸出電路組成。首先在不加任何抗干擾措施條件下利用該新系統(tǒng)對引弧器交流側(cè)電網(wǎng)電流進(jìn)行測量分析, 其電流波形的基本成分仍為50Hz, 但在每個(gè)半波中都是由頻率約為3kHz 的矩形脈沖信號(hào)組成, 這是由晶體管的工作狀態(tài)決定的。因體管導(dǎo)通時(shí), 需要電網(wǎng)提供電流; 而晶體管截止時(shí), 不需要電網(wǎng)提供電流。

圖2

　　通過頻譜分析, 這種電流在較多的高頻成分, 對電網(wǎng)構(gòu)成較強(qiáng)的污染, 必須加以解決和控制。控制這種脈沖電流的方法有前述兩種。關(guān)于在交流輸入端加濾波器, 如前所述, 濾波效果不夠理想, 電流也發(fā)生一定的畸變。而利用I-N- I 電路則可獲得無高頻脈動(dòng)的輸入電流, 其關(guān)鍵是設(shè)計(jì)合理的N環(huán)節(jié)。此種電路其輸出端是頻率高達(dá)200kHz 以上的高頻脈沖引弧信號(hào), 而交流輸入端即電網(wǎng)輸入電流的波形如圖3 所示。通過頻譜分析, 對電網(wǎng)的高頻干擾已基本被清除。由此可知, 利用I-N- I 電路的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出來的高頻引弧器可消除引弧器對電網(wǎng)的高頻干擾,獲得無干擾脈沖的輸入電流。

圖3

　　作者運(yùn)用該系統(tǒng),以高頻焊機(jī)中常用的高頻振蕩引弧器為對象, 對電網(wǎng)上的高頻干擾信號(hào)進(jìn)行了全面深入的分析研究,并提出了解決的途徑。有效地去除了電網(wǎng)上的高頻干擾, 解決了高頻振蕩器的電磁兼容性問題。本研究成果對焊接設(shè)備領(lǐng)域里的電磁兼容性研究具有明顯的應(yīng)用價(jià)值。