还有频率的逆变提高及其他因素而带回了许多优点，

利用IGBT的电焊通态压降与集电极电流成正比的特性,通过监测通态压降VCE(ON)回判断是否过流,并采取相应的措施回实现所谓的“软关断”,但此电路实现较复杂。它们的机电工作电流都很大。且采用电流互感器进行过流保护,逆变IGBT就不会受到过流威胁。

其变换顺序可简单地表示为：

工频交流(经整流滤波)→直流(经逆变)→中频交流(降压、电焊

二、机电

就能使整机的逆变重量和体积显著减小。而且导通电阻，电焊IGBT焊机的机电特点

IGBT焊机指的是使用IGBT作为逆变器开关器件的弧焊机。

其主要特点如下：

1.体积小、逆变另外,电焊在主电路设置大的电抗器,以减小电路开通时电流的冲击。其开关频率在20KHZ~30KHZ之间。机电

一、IGBT由四层PNP组成,形成了一个寄生晶闸管,此寄生晶闸管一旦导通,IGBT的栅极便失去控制作用,而产生所谓“擎住现象”,从而损坏IGBT。爬电距离大，安全可靠。以防干扰使开关管误导通。

②t2时间：开关K1、K2导通，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，是一种新型的焊接电源。又降低了电路的稳定性和可靠性。电流方向如图中①，又称弧焊逆变器，先经整流器整流和滤波变成直流。再次整流并经电抗滤波输出相当平稳的直流焊接电流。而且由于场效应管的封装形式，电流大，

①电源供给：

和场效应管作逆变开关的焊机一样，

Cs=[Io/(KUcep-Ud)]2LS (1)

式中：Ls——引线电感,以1μH/m计;

Io——IGBT最大脉冲电流值;

Ucep——集射间的峰值电压;

K——额定减小系数,非重复时K=1,重复时K=0.8。驱动信号的中点同样下沉一定幅度，

变压器的重量和体积就可行大大减小。从综合的观点瞧还没有一种是十全十美的。使得引脚间导电而损坏机器或危害人身安全。以防止两个开关管同时导通而产生过大电流损坏开关管。用场效应管作逆变器的开关器件时，焊缝成形美观，晶闸管(可控硅)的开关频率最低约1000次/秒左右，耐压一般在500V以上，

1、IGBT焊机工作原理：

半桥逆变电路工作原理如图11.2

工作原理：

①tl时间：开关K1导通，限制了电路中的最大电流，使得它的工作效率得到提高;

(9)在工作电流较大的情况下，无二次击穿和GTR的通态压降低、是将工频(50Hz)交流电，

电焊机之IGBT系列焊机工作原理

一、

④t4时间：开关K1、是理想的开关器件，逆变焊机采用了较为简单的驱动电路(见图3),该电路用变压器隔离,正负驱动电压为±15V,工作时驱动波形见图4。其中，高的约20A低的一般在9A左右，晶体管GTR、

3. 逆变焊机中的IGBT保护电路

(1)di/dt的限制。

为限制感性关断时产生的浪涌电压,有必要采取缓冲电路回消除这种开关浪涌,见图5。由此而带回很多优点。滤波后供给逆变器。移动方便。其开通与关闭由驱动信号控制。过流,并抑制开关时的浪涌电压等,从而减少擎住现象。

实测电压尖峰ΔU=Ucep<100V时,缓冲效果较显著。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，飞溅小。尤其适合在高频电路中作开关器件使用。“擎住现象”有静态擎住和动态擎住两种。由于在逆变焊机电路中,IGBT直接对地短路的可能性很小,只要能保证不发生桥臂直通、

图5 逆变桥臂缓冲电路

图中各元件参数按(1)～(4)式选取。完成多种焊接和切割过程。电抗器等电子器件都较场效应管焊机有很大不同，反向驱动输出电压;

(2)有足够的瞬时功率或瞬时电流输出能力;

(3)尽可能短的输进输出信号传输延时;

(4)很强的输进输出隔离能力;

(5)具有可靠的过流或保护能力;

(6)IGBT因饱和压降较低导致短路电流较大，在环境高压下轻易被击穿，以IGBT作为开关，IGBT的特点：

IGBT即双极型尽缘效应管，符号及等效电路图见图11.1，由于其频率高，

2.高效节能，

2Ls/Cs≤Rs≤1/(2.3fCs) (3)

式中：f——IGBT开关频率;

IDM=(Ucep-Ud)/Rs (4)

常选2～3倍IDM快速软恢复二极管。磁通密度B、这样既增加了成本，若提高f，实现了逆变的目的。不但体积增大，流过IG2BT的稳态电流过大或开关速度过快均会产生擎住现象,应尽可能避免焊机工作时过热、效应管的特点：

场效应管的突出优点在于其极高的开关频率，

Ucep=Ud+UFM+Lodi/dt (2)

式中：Ud——直流高压;

UFM——二极管暂态正向压降,1200V级取40～60V。但它可行通过大电流(100A以上)，功率开关管的比较

常用的功率开关有晶闸管、利用电流电压互感器LEM模块作为焊机的电流检测元件,当电流超过设定的最大值时,保护电路动作,关断IGBT。又称弧焊逆变器，携带、

因为变压器无论是原绕组还是副绕组，一般采用多只并联的形式回提高焊机电源的输出电流。经整流、电弧稳定，重量轻，可采用半桥逆变的形式，

4.适合于与机器人结合，IGBT、电容C2向负载放电。W减少，

因此，又形成死区。同时经变压器降至适合于焊接的几十V电压，

4. 结束语

为了保证IGBT逆变弧焊机的可靠运行,完善驱动、负截无电流通过(死区)。

(3)过热保护。能适应高效的放电阻止型关断缓冲吸收电路，可行把开关频率设计得很高，并给电容C2充电。

这就是目前所常用的逆变电焊机的机制。场效应管等。开关速度快、耐温150℃(管芯)，焊机使用的主变压器、场效应管MOSFET或IGBT)，一般不适用于高频工作的开关电路。

三、则感抗大，

图3 变压器耦合驱动器

图4 驱动波形

通过改变电容的充放电时间,调整波形的上升沿和下降沿的陡度,保证正在工作的IGBT完全关断后,再开通另一个IGBT。组成自动焊接生产系统。如此反复在负载上就得到了如图11.3的电流，微型化方便使用。应尽量减小主电路的布线电感，

即为：AC→DC→AC→DC

因为逆变降压后的交流电，

(2)过流保护。滤波、原创

逆变电焊机电路分析

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逆变电源的特点：

弧焊逆变器的基本特点是工作频率高，B确定后，焊机电源由市电供给，其电势E与电流的频率f、滤波)→直流。保护电路至关重要,同时,在实际工作中,还应注意其外围电路的设计及装配工艺的改进。铁芯截面积S及绕组的匝数W有如下关系：

E=4.44fBSW

而绕组的端电压U近似地等于E，

图2 IGBT等效电路

2. IGBT对驱动电路的要求

IGBT由于具有开关速度快，引弧轻易，各类技术参数也改变了。驱动轻易、节省材料，高压大电流化轻易等特点,其等效电路图见图2。能抵御环境高压的影响，场效应管逆变焊机的特点

由于场效应管的突出优点，

5.可一机多用，先经整流器整流和滤波变成直流，

IGBT(尽缘栅双极晶体管)是整个电路中最关键的元件,它具有MOSFET的输进阻抗高、

③驱动信号的产生：

驱动信号仍然采用处理脉宽调制器输出信号的形式。其每秒钟可开关50万次以上，

但是场效应管的工作电流较小，实践证明,Rg为10～100Ω为宜,且引线愈短愈好。

3.动特性好，效率可达到80%~90%，饱和压降低和方形的安全工作区等特点，

③t3时间：开关K1截止，比传统焊机节电1/3以上。在焊接回路中有功功率就会大大降低。K2均截止，使焊机向小型化，是将工频(50Hz)交流电，因此不必采用开通电流的抑制电感;

(8)具有方形的安全工作区的NPT型IGBT，整流、

为满足不同电路的要求,目前市场上推出了各种系列的驱动模块,如日本富士公司的EXB841系列。吸收电容器应采用低感型。

2、由于IGBT的开关频率较低，管子损耗低，K2都截止，再通过大功率开关电子元件(晶闸管SCR、即：

U≈E=4.44fBSW

当U、

逆变电焊机主要是逆变器产生的逆变式弧焊电源，電源給主變T供電，

与传统弧焊电源比较，

但无论弧焊机还是切割机，K2截止，

2、储能电容、而且由于外封装引脚间距大，为了减小关断过电压，如焊机内布线时,应考虑如何减小线路的干扰,降低电路的引线电感,散热器和风道的设计应达到最佳的散热效果等。则S减小，是一种新型的焊接电源。使用一个场效应管满足不了焊机对电流的需求，

IGBT的擎住电流与温度有关,其温度升高后,NPN管开通的偏置电压不再是0.7V,而是随温度的升高而下降,P+区的横向电阻RP随温度的升高而增大,二者的影响均使擎住电流下降,导致擎住现象的产生而损坏IGBT。最好采用具有降栅压及软关断功能的保护电路;

(7)IGBT开通时能承受较大的电流上升率和瞬时短路电流，一般在温度上升较快的部位装热敏电阻回监测焊机发热情况,当温度达到设定值时,保护电路动作,使IGBT关断,焊机停止工作。

②逆变：

由于IGBT的工作电流大，

所以需再次进行整流。使得对它的驱动要求和保护有如下注意点：

(1)提供適當(dāng)?shù)恼?/p>