IGBT焊接電源方案及炸管對策

實用IGBT焊接電源方案及炸管對策!逆變電焊機(jī)=逆變焊接電源+焊接裝置.只要做好逆變焊接電源,那么系列產(chǎn)品就迎刃而解.影響逆變焊接電源可靠性的主要問題是“炸管”!

　　為了研究“炸管“!

　　首先分析逆變焊接電源的構(gòu)成原理:

　　可以概括為:一個“橋路 “,和二個“回路“.

　　1.1一個“橋路 “;選取的方案有硬開關(guān)及軟開關(guān)電路,目前比較有實用價值的軟開關(guān)電路叫有限雙極性,但本人認(rèn)為其電路有一臂是軟開關(guān),而另一臂是更加硬的硬開關(guān),更易“炸管“!商品機(jī)當(dāng)前不易采用!

　　1.2“橋路 “有H型全橋“----時代、奧太、威特力、瑞凌等品牌采用.

　　“半橋“----威特力、瑞凌等品牌采用.

　　“單端”----以前一烘而上時期流行過,現(xiàn)今很少采用.

　　1.3“橋路 “的吸收電路----繁雜的R.C.D吸收電路,往往是“炸管“的重要誘因!

　　二個回路,1.是主電流回路----從整流瀘波、逆變橋路、主變壓器、二次整流、輸出電感、負(fù)載電弧.

　　2. 是控制回路----從輸出取樣、運(yùn)放(PI)、脈寬調(diào)節(jié)器(PWM)、驅(qū)動電路、控制功率開關(guān)元件IGBT.

　　在選擇焊接電源方案首先要防止炸管,讓IGBT工作得更好!

　　我個人的觀點;主電流回路引發(fā)“炸管“----是回路雜散電感與快速開關(guān)電流引發(fā)的”過壓”。

　　控制回路引發(fā)“炸管“----是控制不良使IGBT運(yùn)行軌跡超出它的安全工作區(qū)而損壞.

　　主回路的分布電感Ls及快速變化的電流di/dt引起鈴振產(chǎn)生高壓.主變壓器的漏感也會引起極大沖擊電流.實際上主要解決結(jié)構(gòu)及主變的工藝,以及直流供電源(535V)有良好的高頻通路.

　　電源的濾波電路:以往用電解電容,但電解電容在高頻下阻抗有毫歐級,發(fā)熱老化,應(yīng)是“炸管“重大原因!并聯(lián)CBB電容可提供高頻電流通路,但許多焊機(jī)并聯(lián)的電容只有100n或474,幾乎杯水車薪 不起作用!實用應(yīng)并CBB61.10- 70微法~450V,有良好效果.

　　濾波良好的電流波形頂端線條較細(xì)(照片用閃光燈變粗,)

　　主變壓器的方案:

　　S1-初級導(dǎo)線總截面積,S2-次級導(dǎo)線總截面積,對次級全波整流電路,則S2=1.41S1為最好方案.磁芯用EE128,窗口柱長,漏感小,是WS315機(jī)型最合理選擇.ZX7-400則首選非晶環(huán)!用UF66這類磁芯比較適宜于半橋電路!實際上主變壓器是整機(jī)可靠性關(guān)鍵,大多數(shù)波形不良的機(jī)器調(diào)正線路上元件毫無意義!所以節(jié)省別處也決不要省主變壓器.

　　上圖為典型不良驅(qū)動波形!驅(qū)動前沿不快!

　　上沖尖角表示驅(qū)動有漏感(脈沖變壓器差)!

　　頂降為能量不足.

　　IGBT有效安全工作電流大打折扣!(估計5折)很易炸管.

　　開關(guān)頻率高,耐沖擊電流大,但穩(wěn)態(tài)總損耗也大.這是矛盾!

　　由于IGBT關(guān)斷拖尾電流造成開關(guān)過程的最重?fù)p耗,所以工作頻率在20-30KHz合適.

　　目前,IGBT的技術(shù)進(jìn)步很快,據(jù)報導(dǎo);無拖尾的IGBT己試制成功.

　　將來會有更加安全工作的IGBT供焊機(jī)應(yīng)用.

　　早年我們使用IGBT炸管極多,很多老型號的60-100有時關(guān)機(jī)就壞!

　　幾乎不能測耐壓,圖示儀打耐壓一到拐點就永久失效.選新型號的IGBT要選Ices大一些.列幾個供參考;

　　BSM50GB120DN2------Ices=0.8---3.5mA

　　SKM75GB128D------Ices=0.1---0.3mA

　　FGL60N100BNTD-----Ices=1mA

　　一般二手的igbt最好別用!!