逆变弧焊电源IGBT模块的设计和选型

影响逆变弧焊机可靠性的因素很多,开关元器件(如IGBT)的选型设计是其中的关键.根据实践经验,通过分析IGBT的结构特点、参数选择、缓冲电路、保护方法、散热设计、工作环境和保管运输等方面,阐述了IGBT在实际使用过程中可能造成损坏的原因;详细介绍了逆变弧焊机IGBT模块的选型设计原则和注意事项;重点给出了IGBT模块安全工作区和温升的设计原则及测试方法.实际应用结果表明,这些方法和途径十分有效,提高了逆变弧焊机的可靠性.     

单螺钉安装的SEMITOP功率模块的设计

赛米控公司通过推出SEMITOP4系列，一种可以用于功率高达22kW电机驱动器的功率模块，提升了SEMITOP现有产品系列的功率范围。它和现存的模块SEMITOP 1，2，3完全兼容，该系列有3相IGBT、MOSFET管逆变器以及集整流、刹车、逆变于一体的拓扑结构。其中SEMITOP4的IGBT逆变模块的最大功率是SEMITOP3标；隹逆变模块的3倍多。为了获得上述性能，设计时采用了改善过热性能的不同的衬底材料。在SEMITOP4的设计中使用了机械和热有限元仿真软件以处理在最恶劣的环境条件下在机械和热性能方面任何可能存在缺陷。在该软件的协助下，还实现了不同于以前的一种电力电子设计新方法。     

高频逆变弧焊电源叠层母线的设计建模与验证

随着开关频率的提高,减小杂散电感成为设计高频逆变弧焊电源的关键要素之一. 针对50 kHz/20 kW逆变弧焊电源DPS-500的需求,设计了集成母线直流电容、软起动电路、IGBT模块、三相整流器模块的叠层母线. 运用ANSYS Q3D进行准静态电磁场的数值计算,提取寄生参数矩阵,建立了叠层母线的多端口电路模型. 基于阻抗谐振法和双脉冲测试法,分别对叠层母线的阻抗频率特性与开关特性进行实测和仿真,并用上述两种方法提取了杂散电感. 结果表明,叠层母线设计的有效性. 仿真与实测对比,从频域和时域证实叠层母线建模的准确性. 最后讨论了误差产生的原因.     

新型SEMITOP4提高了现有产品的功率

通过推出功率大到可用22kW电机驱动的SEMITOP 4，赛米控丰富了SEMITOP 的产品系列，并扩展了它的功率范围。新型模块可以是三相的IGBT逆变模块，或者是CIB功率集成模块（整流、刹车、逆变），对600V电压等级系列，其电流达到200A，而对1200V列，其电流达100A。SEMITOP 4也使用了新型沟道4IGBT芯片技术。[编者按]     

弧焊逆变器中IGBT管的保护分析

本文全面分析了功率开关管在全桥式弧焊逆变器电路中的工作情况，对于工作周期中可能出现的电压、电流峰值等区段的情况作了讨论；结合逆变主电路和IGBT管参数特性，对IGBT管在弧焊逆变器中的使用和保护作了分析，强调了使用时驱动电路的重要作用。最后，以实际使用的IGBT模块的参数表、参数曲线为例，进行参数的具体说明和分析。     

基于DSP控制方波交流TIG焊电流波形实现

针对铝、镁及其合金焊接时正半波的熔化和负半波阴极清理的要求,本文研制了以DSP为核心的数字化控制IGBT逆变式方波交流TIG焊电源.主电路采用双级结构,前级为IGBT全桥逆变形式,经降压、整流,再经后级2组IGBT轮流导通和关断,即可实现频率和正负半波导通比灵活调节的方波交流TIG焊电流波形.两级IGBT的驱动信号由DSP按控制要求产生的PWM信号经分频、驱动模块电路而获得.为使电源系统可靠工作,对软启动电路、IGBT保护电路、软、硬件抗干扰方案等进行了设计.     

基于dsPIC30F4011的多功能逆变焊机数字化控制系统设计

以数字信号控制器dsPIC30F4011为核心,设计多功能逆变焊机数字化控制系统。硬件系统设计主要包括单片机的资源分配和数字化的人机交互系统设计。软件采用模块化设计,实现不同的焊接方式;利用单片机PWM模块输出全桥逆变式IGBT主电路的驱动信号。在PWM中断程序中,使用强制输出功能控制PWM通道输出。采用PI算法得到控制量,改变PWM的周期寄存器和占空比寄存器,实现PFM/PWM无缝调节。     

一种逆变CO2焊机IGBT驱动电路设计

根据逆变CO2焊机IGBT的工作特点,分析了逆变CO2焊机IGBT的驱动要求,设计了一套由分离元件构成的逆变CO2焊机IGBT驱动电路.由DSP产生的两路PWM信号首先经分频电路进行分频,再经电气隔离与电压调整电路进行信号调理,最后经变压器隔离放大电路进行电气隔离和电压调整放大,最终可获得逆变焊机IGBT安全可靠工作的PWM驱动信号.根据设计,制作了全套驱动电路,采用20 kHz工作频率进行试验.试验结果表明,获得的IGBT驱动信号的栅极正负偏压、栅极电压上升时间以及信号同步性和抗干扰性均符合设计要求,能够安全可靠地驱动逆变CO2焊机IGBT工作.     

IGBT全桥式CO2逆变焊接电源主电路的设计

通过对一台350A全桥式IGBT逆变CO2焊接电源主电路的设计，详细介绍了逆变焊接电源主电路的设计及其计算方法。     

产品推荐

NB系列IGBT逆变式MIG／MAG焊机应用于容器、化工、造船、军工、航空等行业的金属材料焊接，是一种高效、副生价比的节能型焊机。采用独特软开关逆变技术和进口名牌IGBT模块，动态响应快、效率高、电压电流稳定，易于起弧、飞溅小、焊缝成形美观，熔深和稳定性达到最佳。自动补偿和过流过热保护，数字参数显示直观、精确。     

基于DSP的双丝数字化逆变电源设计

双丝焊接是一种高效节能、优质经济的焊接工艺方法,能够提高焊接生产效率和焊接质量。确定了双丝焊数字化电源的总体方案,设计了两台并行的IGBT全桥逆变主电路的拓扑结构和以TMS320F2808 DSP为核心的硬件控制系统,通过测试平台对系统进行全面测试,测试表明所设计的硬件系统能稳定运行。     

铝合金TIG焊变极性电源

本文介绍一种铝合金ＴＩＧ焊用变极性电源，电源电晶体管可控恒电源和Ｈ桥式ＩＧＢＴ管逆变器两大部分组成。电源正负半波的电流幅值和时间均可任意调节，采用特殊设计的模拟式晶体管电源，晶体管组所需功率仅为常规１／３。电源空载电压仅为４０Ｖ，但在焊接过程中无需外加稳弧脉冲，特别是在小电流时仍能保证焊接过程稳定。     

软斩波功率控制IGBT四倍频300 kHz/50 kW焊接电源

提出了一种IGBT四倍频分时控制300kHz大功率感应焊接电源．功率调节由三相桥式不控整流电路和直流斩波电路组成,斩波电路采用有源无损缓冲Buck变换器,在较宽的负载范围内使主、副开关管和续流二极管均实现软开关．采州四组IGBT并联的逆变器,对每个IGBT进行分时控制,逆变器的工作频率是IGBT开关频率的四倍．逆变器工作在负载谐振状态,开关管工作在零电流开通和零电压关断的条件下．设计了输出300kHz／50kW的串联谐振感应焊接电源,给出了设计参数和试验波形．结果表明．采用四倍频分时控制的方法,用IGBT替代功率MOSFET制作高频大容量感应加热焊接电源成为可能．     

IGBT驱动电路研究

在焊接生产过程中,逆变焊接以较高的生产效率和稳定的焊接质量得到了广泛应用.IGBT因其电压控制、输入阻抗高、驱动功率小、控制电路简单、开关损耗小、通断速度快和工作频率高成为逆变焊接的关键器件.其中IGBT驱动电路是IGBT应用中的重要环节,驱动电路设计的优劣直接关系到由IGBT构成的系统长期运行的可靠性.介绍了构成IG...     

IGBT逆变低飞溅CO2焊机的研究

介绍了采用短路电流波形和短路电流疏导控制相结合的逆变低飞溅CO2气体保护焊机。其主电路采用奎桥式拓扑结构，以IGBT管为功率开关器件，中频变压器使用微晶磁心。实验证明该CO2气体保护焊机在焊接过程中明显有效地抑制了飞溅。     

DSP控制的IGBT逆变式GMAW焊接电源主电路设计

针对GMAW对焊接电源的要求,设计了一台DSP控制的500 A全桥式IGBT逆变GMAW焊接电源.详细介绍了主电路的设计,包括输入整流电路、逆变功率开关IGBT的选型、中频变压器的设计、输出整流电路、电抗器,以及功率开关IGBT的保护电路等的设计.通过系统调试,所设计的主电路满足CMAW要求.     

并联式波形控制对熔滴过渡的影响

为改善弧焊过程的动特性,减少飞溅,对一种并联式IGBT波形控制器的波控特性进行了实验研究,研究了该波形控制器对焊接过程焊机动特性的影响,并分析了波控参数对焊接熔滴过渡过程的影响.结果表明:并联式波控是一种低成本的、降低飞溅的有效方法,可以优化焊接电流的波形,抑制短路末期的峰值电流,确保短路末期液桥的柔顺破断,削弱燃弧初期电弧对熔池的冲击.     

数字式逆变埋弧焊机IGBT短路保护的试验研究

为提高大功率数字埋弧焊机全桥逆变主电路中IGBT短路保护的准确性和焊机的可靠性,对其逆变主电路中IGBT的短路模式进行了分析,设计了一款IGBT驱动器。通过采用抗干扰的IGBT短路试验测试方案,准确、可靠的完成了IGBT短路保护测试。与Concept公司的2SC0106T驱动器短路保护测试结果对比后,结果表明,设计的IGBT驱动器短路保护功能良好,保护时间短,关断电压尖峰小,抗干扰能力强,有一定的工程应用价值。     

直接放电式专用电容贮能点焊机

本文介绍的直接放电式专用电容贮能点焊机,系利用电抗器取代普通电容贮能焊机的焊接变压器构成,具有体积小、重量轻、成本低的特点。通过工艺试验和分析确认该焊机对焊接电雷管桥丝及类似的材料完全适用。