IGBT 逆变焊机的三种基本的拓扑结构

IGBT 逆变焊机的三种基本的拓扑结构 Ws300a 【双管正激电路】 优点是电路具有软过度，在开通与关断时不存在直通问题并且在关断时 IGBT VCE 电压被 D1，D2 的钳位在 VCC+VF. 缺点在于占空比小于 50%，大大降低了变压器的利用率，并且由于占空比小使得输出必须 需要接输出电感，并且输出功率受限。在同开关频率下输出稳定性较其他两种结构要差。 【全桥电路】 优点是占空比高可达 90%以上，变压器双向导通利用率高.输出功率高。 缺点在于 IGBT 两端没有钳位电路电压尖峰高需要加吸收电路，受 Miller效应的影响上下管 存在直通风险，需要加隔直电路防止变压器偏磁。 【半桥电路】 相对于全桥节省了两只功率管，驱动电路也较简单，尤其是它具有较好的抗不平衡能力。这 些优点使得半桥式逆变电路应用较为广泛， 它的缺点是变压器初级绕组所得的电压总是一个 电容上的电压，近于电源电压的一半，为了获得与全桥式电路同样的输出功率，功率管和变 压器初级必须通过全桥式电路两倍的电流，所以半桥式电路的输出功率不宜太大。 【半桥全桥选型】 相对半桥逆变器而言， 全桥逆变器的开关电流减小了一半， 因而在大功率场合得到了广泛应 用。 在全桥逆变器中， 为实现输入输出之间的电气隔离和得到合适的输出电压幅值， 一般在输出 端接有交流变压器。 在全桥逆变器中，因各种不可预见的因素，会导致输出变压器存在直流分量，引起单向偏磁 现象。偏磁可以说是全桥逆变器中的一种通病，只是在不同的场合严重程度不同而已。 变压器的偏磁，轻则会使变压器和功率半导体模块的功耗增加，温升加剧，变压器机械噪音 大（变换器开关频率或调制频率在音频范围内时） ，严重时还会损坏功率模块，直接威胁到 系统的正常运行。 上 海 通 用 zx7 - i 系 列 220v 电 焊 机 电 器 原 理 图 .( 双 管 正 激) 上海通用 WSM -i 系列 氩弧焊机电器原理图部分(双管正激) 上海通用 NB-200i 气保焊机 电器原理图部分 (全桥) 双管正激 带输出电抗! 全桥无电抗, 都是四个 IGBT 的. 第一种.双激的,可靠性较高,但是输出功率,相对于同频率的.全桥电路的功率低,稳定性稍差 第二种全桥的,可靠性存在直通风险，变压器机械噪音大 ******************************************************************** 瑞凌 电焊机大多数都是 mos 管的. 全桥的.造价都比较高. 1、 效应管的特点： (MOS-FET 是其中一种) 场效应管的突出优点在于其极高的开关频率，其每秒钟可开关 50 万次以上，耐压一般 在 500V 以上，耐温 150℃（管芯） ，而且导通电阻，管子损耗低，是理想的开关器件， 尤其适合在高频电路中作开关器件使用。 但是场效应管的工作电流较小，高的约 20A 低的一般在 9A 左右，限制了电路中的最大 电流，而且由于场效应管的封装形式，使得其引脚的爬电距离（导电体到另一导电体间 的表面距离）较小，在环境高压下容易被击穿，使得引脚间导电而损坏机器或危害人身 安全。 绝缘等级上,可以做到 F 级别 2、IGBT 的特点： IGBT 即双极型绝缘效应管， 符号及等效电路图见图 11.1， 其开关频率在 20KHZ~30KHZ 之间。但它可以通过大电流（100A 以上） ，而且由于外封装引脚间距大，爬电距离大， 能抵御环境高压的影响，安全可靠。 【两种不同管型 焊机的特性】 一、场效应管逆变焊机的特点 由于场效应管的突出优点， 用场效应管作逆变器的开关器件时， 可以把开关频率设计得很高， 以提高转换效率和节省成本（使用高频率变压器以减小焊机的体积，使焊机向小型化，微型 化方便使用。 但无论弧焊机还是切割机， 它们的工作电流都很大。 使用一个场效应管满足不了焊机对电流 的需求，一般采用多只并联的形式来提高焊机电源的输出电流。这样既增加了成本，又降低 了电路的稳定性和可靠性。 二、IGBT 焊机的特点 IGBT 焊机指的是使用 IGBT 作为逆变器开关器件的弧焊机。由于 IGBT 的开关频率较低， 电流大，焊机使用的主变压器、滤波、储能电容、电抗器等电子器件都较场效应管焊机有很 大不同，不但体积增大，各类技术参数也改变了。