大功率逆变焊机氩弧焊(元件经验)
典型驱动电路请参照MOTOROLA公司的专著--TMOS功率场效应管,采用二极管单向整流,PNP晶体管放电关断的办法,速度很快.典型值可达100ns应用的PWM IC是国内罕见的UC3846J,陶瓷封装的,工作频率100KHz.线路板颇难制作,电流反馈采用互感器采样峰值电流和霍尔采样平均电流,双环反馈.电流型控制的好处很多,峰值电流不仅仅是做保护用,更重要的,他参与了大环路反馈的控制.简单而言,就是用误差放大器的输出去控制峰值电流,因此可以做到半个周期(5微秒)内就可以作出响应,放大器的响应速度反而没那么重要了,尽管UC3846的误差放大器速度很快.有时为了得到比较慢的响应速度还特意减慢放大器的响应速度,例如在进行氩弧焊时,过快的响应速度反而会使电弧特性变硬.但是,一台逆变焊机的好坏不仅仅是采用何种IC去控制,另外一个关键点就是驱动电路的参数.这个参数要根据主开关元件和输出整流二极管的特点来作调整,缓冲电路的配置也很重要.一台成功的焊机每一个环节都要做到完美,并不一定要花很多钱,关键还是一个配合问题.
关于绝缘栅类的开关元件其驱动电路的关断速度均需很快,开关元件的开关速度靠调整栅级电阻来调整.其典型驱动电路请参照MOTOROLA公司的专著--TMOS功率场效应管一书,他是采用二极管单向整流,PNP晶体管放电关断的办法,速度很快.典型值可达100ns.这就好比你让宝马跑160KM/h是很容易的事,让夏利去就费力了.在这个基础上才谈得上去调整驱动速度.从成本来说,整套全桥脉冲变压器驱动线路成本都比不上诸如M57962等等驱动IC的一半价钱,线路又简单,何乐而不为呢?这种驱动电路对MOS和IGBT都通用.
脉冲变压器驱动电路有一个其他电路不具备的优点,即永远不可能出现桥臂直通现象.脉冲变压器不可能将四路电平全部出高,只能是交替出高电平,只要死区时间足够就永不发生共同导通现象.而用驱动片驱动时,一旦PWM出错,极有可能两路全高造成桥臂直通(常有的事),瞬间就会造成IGBT自锁,这时候片内保护电路是无能为力的,只能傻傻的看着IGBT炸掉.就算不至于自锁也会发生二次击穿(IGBT也有二次击穿,只不过耐量比GTR高得多,他本质上还是GTR.MOSFET也有,但是比SOA宽得多,一般只是在极高的电压瞬变时发生,典型值为30V/ns,一般不予考虑),结果也是一样.
要检测电流,就必须在主回路里穿入电流互感器采样才可以.电流尖峰是对应于后沿电压尖峰的,一般来讲没有必要去测量.正常情况下电流尖峰允许到达IGBT的极限平均电流,不是峰值电流.也就是说,IGBT的容量选取应根据理论计算的峰值电流*1.5-1.8倍比较合适.从这点上讲,MOSFET的安全区远比IGBT宽,因此使用MOSFET的时候主要是考虑最大功耗.不象IGBT还要考虑自锁电流.
一次滤波电容不仅仅是减少纹波系数,更重要的是它提供了无功电流的进出通道,如果盲目降低滤波电容是会增加IGBT上的尖峰电压的.此外,过小容量的电容也承受不起无功电流的冲击,严重时将会烧毁电容.
