大功率逆變焊機(jī)氬弧焊(元件經(jīng)驗(yàn))

典型驅(qū)動(dòng)電路請(qǐng)參照MOTOROLA公司的專著--TMOS功率場(chǎng)效應(yīng)管,采用二極管單向整流,PNP晶體管放電關(guān)斷的辦法,速度很快.典型值可達(dá)100ns應(yīng)用的PWM IC是國內(nèi)罕見的UC3846J,陶瓷封裝的,工作頻率100KHz.線路板頗難制作,電流反饋采用互感器采樣峰值電流和霍爾采樣平均電流,雙環(huán)反饋.電流型控制的好處很多,峰值電流不僅僅是做保護(hù)用,更重要的,他參與了大環(huán)路反饋的控制.簡單而言,就是用誤差放大器的輸出去控制峰值電流,因此可以做到半個(gè)周期(5微秒)內(nèi)就可以作出響應(yīng),放大器的響應(yīng)速度反而沒那么重要了,盡管UC3846的誤差放大器速度很快.有時(shí)為了得到比較慢的響應(yīng)速度還特意減慢放大器的響應(yīng)速度,例如在進(jìn)行氬弧焊時(shí),過快的響應(yīng)速度反而會(huì)使電弧特性變硬.但是,一臺(tái)逆變焊機(jī)的好壞不僅僅是采用何種IC去控制,另外一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)就是驅(qū)動(dòng)電路的參數(shù).這個(gè)參數(shù)要根據(jù)主開關(guān)元件和輸出整流二極管的特點(diǎn)來作調(diào)整,緩沖電路的配置也很重要.一臺(tái)成功的焊機(jī)每一個(gè)環(huán)節(jié)都要做到完美,并不一定要花很多錢,關(guān)鍵還是一個(gè)配合問題.

關(guān)于絕緣柵類的開關(guān)元件其驅(qū)動(dòng)電路的關(guān)斷速度均需很快,開關(guān)元件的開關(guān)速度靠調(diào)整柵級(jí)電阻來調(diào)整.其典型驅(qū)動(dòng)電路請(qǐng)參照MOTOROLA公司的專著--TMOS功率場(chǎng)效應(yīng)管一書,他是采用二極管單向整流,PNP晶體管放電關(guān)斷的辦法,速度很快.典型值可達(dá)100ns.這就好比你讓寶馬跑160KM/h是很容易的事,讓夏利去就費(fèi)力了.在這個(gè)基礎(chǔ)上才談得上去調(diào)整驅(qū)動(dòng)速度.從成本來說,整套全橋脈沖變壓器驅(qū)動(dòng)線路成本都比不上諸如M57962等等驅(qū)動(dòng)IC的一半價(jià)錢,線路又簡單,何樂而不為呢?這種驅(qū)動(dòng)電路對(duì)MOS和IGBT都通用.

脈沖變壓器驅(qū)動(dòng)電路有一個(gè)其他電路不具備的優(yōu)點(diǎn),即永遠(yuǎn)不可能出現(xiàn)橋臂直通現(xiàn)象.脈沖變壓器不可能將四路電平全部出高,只能是交替出高電平,只要死區(qū)時(shí)間足夠就永不發(fā)生共同導(dǎo)通現(xiàn)象.而用驅(qū)動(dòng)片驅(qū)動(dòng)時(shí),一旦PWM出錯(cuò),極有可能兩路全高造成橋臂直通(常有的事),瞬間就會(huì)造成IGBT自鎖,這時(shí)候片內(nèi)保護(hù)電路是無能為力的,只能傻傻的看著IGBT炸掉.就算不至于自鎖也會(huì)發(fā)生二次擊穿(IGBT也有二次擊穿,只不過耐量比GTR高得多,他本質(zhì)上還是GTR.MOSFET也有,但是比SOA寬得多,一般只是在極高的電壓瞬變時(shí)發(fā)生,典型值為30V/ns,一般不予考慮),結(jié)果也是一樣.  

要檢測(cè)電流,就必須在主回路里穿入電流互感器采樣才可以.電流尖峰是對(duì)應(yīng)于后沿電壓尖峰的,一般來講沒有必要去測(cè)量.正常情況下電流尖峰允許到達(dá)IGBT的極限平均電流,不是峰值電流.也就是說,IGBT的容量選取應(yīng)根據(jù)理論計(jì)算的峰值電流*1.5-1.8倍比較合適.從這點(diǎn)上講,MOSFET的安全區(qū)遠(yuǎn)比IGBT寬,因此使用MOSFET的時(shí)候主要是考慮最大功耗.不象IGBT還要考慮自鎖電流.

一次濾波電容不僅僅是減少紋波系數(shù),更重要的是它提供了無功電流的進(jìn)出通道,如果盲目降低濾波電容是會(huì)增加IGBT上的尖峰電壓的.此外,過小容量的電容也承受不起無功電流的沖擊,嚴(yán)重時(shí)將會(huì)燒毀電容.