IGBT 逆变焊机简介 - 嘉兴斯达半导体股份有限公司.PDFVIP

嘉兴斯达半导体有限公司 STARPOWER SEMICONDUCTOR LTD. 2010—12—29 IGBT 逆变焊机简介 陈浩 前言： 由于功率开关性能的不断优化，让逆变技术应用于焊机的设计在这近二十 年内得到了巨大的发展，并树立了在行业中的地位。过去几年来，由于对减小 体积、提高功率等方面的要求，逆变焊接技术也正式从晶闸管逆变焊机进一步 发展到了 IGBT 逆变焊机。国内焊机制造产厂家也大都已经转向生产 IGBT 逆 变焊机，让 IGBT 逆变焊机越来越占有主导地位。 本文从 IGBT 逆变焊机的优越性，主要操作功能，内部主电路元件等方面 入手，简要对 IGBT 逆变焊机进行介绍，让读者对使用 IGBT 逆变焊机有个初 步的了解。 优越性： 焊接电源的发展主要经历了从以工频变压器做为转换电力的传统焊机到 逆变焊机的过程。而在进入逆变焊机时代后，其发展主要经历了晶闸管逆变焊 机、大功率晶体管逆变焊机、场效应晶体管逆变焊机（MOSFET ）和绝缘栅双 极型晶体管（IGBT ）逆变焊机等。 逆变焊机与传统焊机相比，它主要的优点有： 1.高效、节能。从图一可以看出，逆变焊机在空载时可以通过高频变换器 的控制端，将主电路等全部进入停止状态，空载时的功耗非常低。而在负载运 行时，由于其频率、控制方式等原因，逆变焊机的效率也比普通焊机要高。 2.体积小，重量轻。由于逆变焊机切换频率的提高，例如 IGBT 做为功率 开关的频率可达到 20kHz ，比普通焊机提高了400 倍，因此与传统焊机相比， 变压器重量和体积可以明显减小。传统焊机中变压器重量占焊机重量的 80% 以上，逆变焊机中变压器重量是焊机重量的 1/5—1/10。逆变焊机重量是同等 整流焊机的 1/2—1/4。 1 Application Note AN7005 V0.0 嘉兴斯达半导体有限公司 STARPOWER SEMICONDUCTOR LTD. 3.焊接工艺性能优良。由于逆变频率的提高，使控制过程的动态响应明显 改善。例如假设焊机的输出电压调整需要已一个周期为单位来逐步完成，那么 传统焊机每一次开关周期的控制力响应需要 20mS ，而 IGBT 逆变焊机却只需 要 50uS。对于焊机的同一个指令，逆变焊机可分为多个阶段进行控制，所以 相对引弧更加容易，电弧也相对更温和，飞溅比较小，焊缝成形更美观。 4.产品性价比高。在价格方面，逆变焊机的价格都低于或相当于传统焊机。 从上述讨论来看，逆变焊机相对传统焊机具有其多方面的优越性，而 IGBT 焊机以其独有的的特性：IGBT 具有场效应晶体管电压驱动的特点，工作频率 可达 20 kHz 以上，还具有大功率晶体管输出电流大的特点，因而在 350A 以 上中大功率的逆变焊机中广泛应用，从而让 IGBT 逆变焊机已成为中大功率逆 变焊机的主流产品。 图一不同焊机的主电路控制示意图 2 Application Note AN7005 V0.0 嘉兴斯达半导体有限公司 STARPOWER SEMICONDUCTOR LTD. 操作功能介绍： 以下对逆变焊机上面板的操作做说明，如下：