一種粉末靜電噴槍驅動電路的製作方法
2023-04-26 12:08:41
本實用新型涉及高壓靜電噴塗，尤其是一種用於高壓靜電噴塗產品的粉末靜電噴槍驅動電路。
背景技術：
靜電噴塗是利用高壓靜電電場使帶負電的塗料微粒沿著電場相反的方向定向運動，並將塗料微粒吸附在工件表面的一種噴塗方法。靜電噴塗設備由噴槍、噴杯以及靜電噴塗高壓電源等組成，其中靜電噴塗高壓電源是由市電經過高壓電容串的多次倍壓達到上萬伏高壓的，這裡的高壓電容串加上外殼和灌封膠組成俗稱的高壓包，是由變壓器T1、多組高壓電容、高壓二極體按照圖1所示的原理圖連接而成， 12級總共24倍壓，其中，如何設計高壓包的驅動電路是產品品質好壞的關鍵。
技術實現要素：
為解決上述技術問題，本實用新型的目的是提供一種提升效率和消除尖峰電壓的粉末靜電噴槍驅動電路。
本實用新型所採用的技術方案為：
一種粉末靜電噴槍驅動電路，包括移相諧振全橋控制器、全橋MOSFET輸出級、高壓包電路，該全橋MOSFET輸出級由控制極均與移相諧振全橋控制器連接的第一MOSFET、第二MOSFET、第三MOSFET和第四MOSFET組成，其中，第一MOSFET與第三MOSFET的漏級皆與電源+VOUT連接，第一MOSFET的源級與第二MOSFET的漏級連接且二者連接點與高壓包電路其中一輸入端GUN-OUTA連接，第三MOSFET的源級與第四MOSFET的漏級連接且二者連接點與高壓包電路另一輸入端GUN-OUTB連接，第二MOSFET與第四MOSFET的源級分別接地GND，所述高壓包的輸入端GUN-OUTA和輸入端GUN-OUTB還與移相諧振全橋控制器連接。
進一步，所述第一MOSFET、第二MOSFET、第三MOSFET和第四MOSFET的控制極與移相諧振全橋控制器之間皆設置有一限流電阻。
與現有技術相比較，本實用新型具有以下有益效果：因選用高度集成移相諧振全橋IC，具有體積小，功率大，效率高，運行可靠；同常規自激振蕩電路比較，尖峰電壓基本完全消除且功率增大1倍，輸出級的開關管是在零電壓環境下開關；使用適當的工作頻率後，可使輸出級工作在諧振狀態下，從而使逆變輸出高頻高壓正弦波電壓供後級的倍壓電路；同常規自激振蕩電路比較，尖峰電壓基本完全消除且功率增大1倍，輸出級的開關管是在零電壓環境下開關。
附圖說明
下面結合附圖對本實用新型的具體實施方式做進一步的說明。
圖1為高壓包電路的線路圖；
圖2為全橋MOSFET輸出級的電路圖；
圖3為移相諧振全橋控制器的電路圖；
圖4為移相諧振全橋控制器的輸出時序圖。
具體實施方式
參閱圖1-圖3所示，為本實用新型的一種粉末靜電噴槍驅動電路，包括移相諧振全橋控制器、全橋MOSFET輸出級、高壓包電路，該全橋MOSFET輸出級由控制極均與移相諧振全橋控制器連接的第一MOSFET、第二MOSFET、第三MOSFET和第四MOSFET組成，分別為Q311~Q314，其中，第一MOSFET與第三MOSFET的漏級皆與電源+VOUT連接，第一MOSFET的源級與第二MOSFET的漏級連接且二者連接點與高壓包電路其中一輸入端GUN-OUTA連接，第三MOSFET的源級與第四MOSFET的漏級連接且二者連接點與高壓包電路另一輸入端GUN-OUTB連接，第二MOSFET與第四MOSFET的源級分別接地GND，所述高壓包的輸入端GUN-OUTA和輸入端GUN-OUTB還與移相諧振全橋控制器連接。
進一步，所述第一MOSFET、第二MOSFET、第三MOSFET和第四MOSFET的控制極與移相諧振全橋控制器之間皆設置有一限流電阻，分別為R311~R314。
如圖3所示，移相諧振全橋控制器U601提供了四個柵極驅動器：兩個浮點高邊柵極驅動器HO1 和 HO2，以及兩個接地基準低邊柵極驅動器LO1 和 LO2。每個內部驅動器都具有 1.5A 峰值灌電流和 2A 峰值抽電流能力。低邊柵極驅動器通過 VCC 穩壓器直接供電。HO1 和 HO2 柵極驅動器分別由連接在 BST1/BST2 和 HS1/HS2 之間的自舉電容供電。
當相應的開關節點 (HS1/HS2 引腳) 為低電平時，連接在VCC
(陽極引腳) 和 BST (陰極引腳) 之間的外部二極體通過從 VCC 充電的自舉電容為高邊柵極驅動器供電。當高邊 MOSFET 開 啟時，BST1 上升到一個等於 VCC + VHS1 的峰值電壓，式中 VHS1 是開關節點電壓。BST 和 VCC 電容應放在靠近 LM5046 引腳的位置，以儘量減少由於寄生電感導致的電壓瞬變，因為此時到 MOSFET柵極的峰值灌電流可能超過 1.5A。BST 電容的推薦值是 0.1 μF或更大。應採用低 ESR/ESL 電容，如表面貼裝陶瓷電容，以防止 HO 狀態變換過程中出現的電壓降。
如圖4所示，移相諧振全橋控制器U601的柵極驅動輸出的順序為：最初，在功率傳輸周期，對角線上的 HO1 和 LO2 一起開啟，緊跟著是一個續流(free-wheel) 周期，此時 HO1 和 HO2 保持開啟。在後續的相位，對角線上的 HO2 和 LO1 開啟，跟著是一個續流周期，此時 LO1 和 LO2 保持開啟。電源傳輸模式通常被稱為主動模式，而續流模式往往被稱為被動模式。被動模式和主動模式之間的死區時間 TPA 是由 RD1 電阻設置的；主動模式和被動模式之間的死區時間 TAP 則是由 RD2 電阻設置的。
如果 COMP 引腳開路，輸出將以最大佔空比運行。每相位的最大佔空比是由 RD1 電阻設置的死區時間來限制的。如果RD1 電阻設置為零，那麼由於內部設定的死區時間，最大佔空比略低於 50％。內部固定死區時間為 30 ns，它不會隨工作頻率而變化。
以上所述僅為本實用新型的優先實施方式，本實用新型並不限定於上述實施方式，只要以基本相同手段實現本實用新型目的的技術方案都屬於本實用新型的保護範圍之內。