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HOMSEMI MOSFET基于100KHz逆變焊機(jī)的應(yīng)用評測

發(fā)布時間:2012-05-23 來源:成啟半導(dǎo)體

中心議題:
  • 本方案逆變頻率在100KHz以上, 可對熔滴過渡實現(xiàn)精細(xì)控制
  • 主控選用KA3525 驅(qū)動12個成啟半導(dǎo)體MOSFET HS20N50
  • 變壓器鐵心采用微晶鐵心和鐵氧體,重量比硅鋼片輕

本逆變焊機(jī)由香港凱泰科電子有限公司(KEYTECH)和成啟半導(dǎo)體(HOMSEMI)合作開發(fā),逆變頻率在100KHz以上。由于本逆變焊機(jī)的工作頻率為100KHz以上,可以對熔滴過渡細(xì)分為多個階段進(jìn)行控制。對CO2氣體保護(hù)焊來講,本方案可以大幅度降低飛濺。對脈沖熔化極惰性/活性氣體保護(hù)焊(MIG/MAG),本方案可有效地控制射流過渡的穩(wěn)定性,還可以將熔滴過渡和送絲機(jī)構(gòu)的運動結(jié)合起來,進(jìn)行一步控制熔滴過渡的過程。這些是傳統(tǒng)整流焊機(jī)無法做到的。傳統(tǒng)焊機(jī)中變壓器的重量占了焊機(jī)重量的80%以上,逆變焊機(jī)中變壓器重量是焊機(jī)重量的1/5--1/10。逆變焊機(jī)重量是同容量整流焊機(jī)的1/2--1/4。
 
焊機(jī)是一個特殊的電源,輸出負(fù)載是電弧,有空載,短路的過程,焊接電源必須滿足焊接過程穩(wěn)定性的要求。在許多場合下,焊接過程由人來完成,電源輸出端經(jīng)常要接觸到人的身體,所以在焊接電源除滿足焊接過程的要求外,還要滿足人身的安全要求。以國內(nèi)市電為例,輸入220V交流電經(jīng)整流后,變成310V左右的高壓直流電,經(jīng)逆變器變成高頻交流,經(jīng)變壓器降壓,整流濾波后變成平滑直流電供焊機(jī)使用。在焊接鋁,鎂等金屬時需要交流電弧,還需要再加二次逆變環(huán)節(jié),將直流變?yōu)榻涣鳎a(chǎn)生交流電弧,完成焊接過程。

本逆變焊機(jī)方案采用純硬件結(jié)構(gòu),主控芯片選用FAIRCHILD公司的電源IC KA3525 驅(qū)動12個成啟半導(dǎo)體(HOMSEMI)大功率MOSFET HS20N50。 橋式逆變電路由4*3個HS20N50和變壓器組成,變壓器一次回路中串聯(lián)隔直電容來校正變壓器的磁偏。

早期的逆變焊機(jī)中功率開關(guān)器件采用晶閘管,逆變頻率為2--3KHz,變壓器鐵心采用硅鋼片,本機(jī)采用成啟半導(dǎo)體(HOMSEMI)MOSFET,逆變頻率為100KHz以上,主變壓器鐵心采用微晶鐵心和鐵氧體。主變壓器介電強(qiáng)度和絕緣電阻均滿足國標(biāo)要求,有理想的短路電流控制特性。

方案優(yōu)勢
  • 體積小重量輕
  • 節(jié)能
  • 可實現(xiàn)熔滴過度的精細(xì)控制

HS20N50:
  • HOMSEMI PLANNAR MOSFET
  • VDS:500V
  • ID:20A
  • 針對逆變焊機(jī)應(yīng)用優(yōu)化
圖1:逆變焊機(jī)原理框圖
圖1:逆變焊機(jī)原理框圖
 圖2:逆變焊機(jī)主控電路原理圖
圖2:逆變焊機(jī)主控電路原理圖
圖3:逆變焊機(jī)主功率MOS工作波形 
圖3:逆變焊機(jī)主功率MOS工作波形

逆變氣保焊(NB系列)控制電路的特點

1,對其送絲機(jī)上的給定系統(tǒng)(電壓、送絲速度)進(jìn)行了線性化處理,杜絕了小規(guī)范難以調(diào)整的缺陷。
2,對系統(tǒng)解調(diào)后的電壓、送絲(電流)速度給定信號進(jìn)行了同步精密整流處理,消除了此類焊機(jī)大規(guī)范長線(收?。┣闆r下給定信號被干擾的現(xiàn)象。
3,優(yōu)化了波形控制電路,大大減小了短路過渡下的焊接飛濺,從而提高了焊接質(zhì)量。

IGBT在焊機(jī)中的應(yīng)用

隨著IGBT技術(shù)的成熟,其在焊機(jī)的應(yīng)用中越來越廣泛。IGBT即雙極型絕緣效應(yīng)管,其開關(guān)頻率在20KHZ~50KHZ之間。但它可以通過大電流(單管可達(dá)60A),而且由于外封裝引腳間距大,爬電距離大,能抵御環(huán)境高壓的影響,安全可靠;同時IGBT與場效應(yīng)管相比具有更低的導(dǎo)通壓降,在大電流使用環(huán)境下IGBT發(fā)熱量更小,所以IGBT特別適合應(yīng)用在大功率逆變焊機(jī)。廣州成啟半導(dǎo)體已經(jīng)啟動IGBT發(fā)展戰(zhàn)略,將聯(lián)合上下游廠商開發(fā)出越來越多的IGBT器件。

關(guān)于成啟半導(dǎo)體


廣州成啟半導(dǎo)體有限公司(HOMSEMI)是研發(fā)和生產(chǎn)功率半導(dǎo)體(MOSFET、IGBT)的一家高新科技企業(yè),其經(jīng)營特點是產(chǎn)品均與應(yīng)用方案結(jié)合,針對具體不同的應(yīng)用進(jìn)行參數(shù)的匹配和優(yōu)化。

香港凱泰科電子有限公司(KEYTECH):專注于功率電子元件的發(fā)展應(yīng)用,特別在逆變焊機(jī)的應(yīng)用中積累了深厚的經(jīng)驗,可根據(jù)客戶需求設(shè)計逆變焊機(jī)方案并提供模板。
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