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實用IGBT焊接電源方案及炸管對策
摘要: 實用IGBT焊接電源方案及炸管對策!逆變電焊機=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”!
Abstract:
Key words :

  實用IGBT焊接電源方案炸管對策!逆變電焊機=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及軟開關電路,目前比較有實用價值的軟開關電路叫有限雙極性,但本人認為其電路有一臂是軟開關,而另一臂是更加硬的硬開關,更易“炸管“!商品機當前不易采用!

  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、負載電弧。

  2. 是控制回路----從輸出取樣、運放(PI)、脈寬調節(jié)器(PWM)、驅動電路、控制功率開關元件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。實際上主要解決結構及主變的工藝,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,但許多焊機并聯(lián)的電容只有100n或474,幾乎杯水車薪 不起作用!實用應并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(照片用閃光燈變粗)

  主變壓器的方案:

  S1-初級導線總截面積,S2-次級導線總截面積,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可靠性關鍵,大多數(shù)波形不良的機器調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。

  

  

  上圖為典型不良驅動波形!驅動前沿不快!

  上沖尖角表示驅動有漏感(脈沖變壓器差)!

  頂降為能量不足。

  實用IGBT焊接電源方案及炸管對策!逆變電焊機=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及軟開關電路,目前比較有實用價值的軟開關電路叫有限雙極性,但本人認為其電路有一臂是軟開關,而另一臂是更加硬的硬開關,更易“炸管“!商品機當前不易采用!

  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、負載電弧。

  2. 是控制回路----從輸出取樣、運放(PI)、脈寬調節(jié)器(PWM)、驅動電路、控制功率開關元件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。實際上主要解決結構及主變的工藝,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,但許多焊機并聯(lián)的電容只有100n或474,幾乎杯水車薪 不起作用!實用應并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(照片用閃光燈變粗)

  主變壓器的方案:

  S1-初級導線總截面積,S2-次級導線總截面積,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可靠性關鍵,大多數(shù)波形不良的機器調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。

  

  

  上圖為典型不良驅動波形!驅動前沿不快!

  上沖尖角表示驅動有漏感(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?。ü烙?折)很易炸管。

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

  由于IGBT關斷拖尾電流造成開關過程的最重損耗,所以工作頻率在20-30KHz合適。

  目前,IGBT的技術進步很快,據(jù)報導;無拖尾的IGBT己試制成功。

  將來會有更加安全工作的IGBT供焊機應用。

  早年我們使用IGBT炸管極多,很多老型號的60-100有時關機就壞!

  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?。?/p>

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