IGBT焊接电源方案及炸管对策

实用IGBT焊接电源方案及炸管对策!逆变电焊机=逆变焊接电源+焊接装置.只要做好逆变焊接电源,那么系列产品就迎刃而解.影响逆变焊接电源可靠性的主要问题是“炸管”!

　　为了研究“炸管“!

　　首先分析逆变焊接电源的构成原理:

　　可以概括为:一个“桥路 “,和二个“回路“.

　　1.1一个“桥路 “;选取的方案有硬开关及软开关电路,目前比较有实用价值的软开关电路叫有限双极性,但本人认为其电路有一臂是软开关,而另一臂是更加硬的硬开关,更易“炸管“!商品机当前不易采用!

　　1.2“桥路 “有H型全桥“----时代、奥太、威特力、瑞凌等品牌采用.

　　“半桥“----威特力、瑞凌等品牌采用.

　　“单端”----以前一烘而上时期流行过,现今很少采用.

　　1.3“桥路 “的吸收电路----繁杂的R.C.D吸收电路,往往是“炸管“的重要诱因!

　　二个回路,1.是主电流回路----从整流泸波、逆变桥路、主变压器、二次整流、输出电感、负载电弧.

　　2. 是控制回路----从输出取样、运放(PI)、脉宽调节器(PWM)、驱动电路、控制功率开关元件IGBT.

　　在选择焊接电源方案首先要防止炸管,让IGBT工作得更好!

　　我个人的观点;主电流回路引发“炸管“----是回路杂散电感与快速开关电流引发的”过压”。

　　控制回路引发“炸管“----是控制不良使IGBT运行轨迹超出它的安全工作区而损坏.

　　主回路的分布电感Ls及快速变化的电流di/dt引起铃振产生高压.主变压器的漏感也会引起极大冲击电流.实际上主要解决结构及主变的工艺,以及直流供电源(535V)有良好的高频通路.

　　电源的滤波电路:以往用电解电容,但电解电容在高频下阻抗有毫欧级,发热老化,应是“炸管“重大原因!并联CBB电容可提供高频电流通路,但许多焊机并联的电容只有100n或474,几乎杯水车薪 不起作用!实用应并CBB61.10- 70微法~450V,有良好效果.

　　滤波良好的电流波形顶端线条较细(照片用闪光灯变粗,)

　　主变压器的方案:

　　S1-初级导线总截面积,S2-次级导线总截面积,对次级全波整流电路,则S2=1.41S1为最好方案.磁芯用EE128,窗口柱长,漏感小,是WS315机型最合理选择.ZX7-400则首选非晶环!用UF66这类磁芯比较适宜于半桥电路!实际上主变压器是整机可靠性关键,大多数波形不良的机器调正线路上元件毫无意义!所以节省别处也决不要省主变压器.

　　上图为典型不良驱动波形!驱动前沿不快!

　　上冲尖角表示驱动有漏感(脉冲变压器差)!

　　顶降为能量不足.

　　IGBT有效安全工作电流大打折扣!(估计5折)很易炸管.

　　开关频率高,耐冲击电流大,但稳态总损耗也大.这是矛盾!

　　由于IGBT关断拖尾电流造成开关过程的最重损耗,所以工作频率在20-30KHz合适.

　　目前,IGBT的技术进步很快,据报导;无拖尾的IGBT己试制成功.

　　将来会有更加安全工作的IGBT供焊机应用.

　　早年我们使用IGBT炸管极多,很多老型号的60-100有时关机就坏!

　　几乎不能测耐压,图示仪打耐压一到拐点就永久失效.选新型号的IGBT要选Ices大一些.列几个供参考;

　　BSM50GB120DN2------Ices=0.8---3.5mA

　　SKM75GB128D------Ices=0.1---0.3mA

　　FGL60N100BNTD-----Ices=1mA