• 回复
  • 收藏
  • 点赞
  • 分享
  • 发新帖

感应应用技术演讲 : 8KW 商用电磁炉研发历程 之老工程师贡献经验

感应应用技术演讲 : 8KW  商用电磁炉研发历程  
演讲厅 : QQ : 58477967  高频感应加热电源群
今天我将换一个方式, 以技术角度讲一个8KW  商用电磁炉研发历程
让大家在故事中了解感应加热设计过程中所遇见IGBT炸管原因
这是一个比较技术性的演讲, 但我依例以故事方式来叙说
题目将于今午一点半上传论坛, 欢迎收听
IKW40T120 IGBT * 44颗 ( 一天增加十颗 )
台湾 YUHCHANG 0.4uf/1KV 高周波电容 *5
把自己认为发现到寄到 irex8@126.com
必须是2008/4/26下午五点前
只要分析合理既可任选上述奖品 ( 任选一颗 )

======== 8KW  商用电磁炉研发 老工程师贡献经验 ========
小原与大力为一家电磁炉厂的年轻工程师
一天上级要求他们设计一款大型8KW商用大型电磁炉
对于长年在电磁炉技术上打交道的他们这应该不是难事
但公司的 二项要求却难倒了他门
第一項 成本低, 越低越好, 机蕊部份不能超过200 圆
第二項 炉与炉间必须要联机, 这要使厨房电力能供应得上
小原与大力看到上及二项要求后, 顿时脑筋一片空白 …..
--------------------------
在实验室里小原翻开他宝典般的笔记说
[ 大力; 你说我门该怎干 ?  ]
大力 : [ 要做到8KW那我门该用 全桥结构吧 ? ]
[ 不行 ] 小原说
[ 我门可以先算算电流看哪种 IGBT 可行 , 我门会发现 成本根本不行 ]
大力 : [ 8KW , 那电流是 8000 除以 220V 那就是36.36A 也不小 ..]
[ 好我门查一下哪颗 IGBT 可以 ] 小原回答
----------------------------------
二人在计算机上一阵翻腾搜索后, 找到一颗 英飞凌 的IKW40T120
大力 : [ 这颗可以吧 ]
小原从点脑屏幕上把头抬起说 : [ 如果我门用桥式那要四颗, 你问一下你采购小蜜 一颗要多少 ? ]
[ 什么小蜜啊 ? 那是准老婆 ]
[ 哈哈, 第二个吗 ? 小心庵出卖你 … ] 大力边说边拿起电话拨到采购
[ 小瑜; 你帮我查一下 IKW40T120 要多少钱 ? ] 大力问
[ 好, 等等  我问一下代理商 ] 小瑜回答
实验室里大力与小原又继续在酷歌寻资料中
------------------------------------
嘟嘟嘟  …. 电话响起   大力拿起电话
电话中传出小瑜声 [ 这颗 IGBT 供货商说要 38 元 ]
小原 : [ 小瑜的内功还真高 ]
[ 嗓门大就嗓门大 还内功, 你小蜜说这颗要 38 元 ]
[ 不会吧 ! ] 小原看了一下天花板继续说 [ 用桥式要四颗 那部是要 162 成本 , 光 IGBT 就这价 那剰 38 能干啥 ? ]
大力 : [ 是啊 , 那我门用 半桥吧 ! IGBT 成本只要一半 ]
[ 我看还是不行, 如果半桥那是 81 元 , 那预算也非常紧 … ]
[ 算了, 我门先干, 碰到问题再说吧 ] 小原插嘴说
于是二人开始把公司 2KW 电磁炉 开始改造
------------------------------------------
[ 哈哈, 终于启动了, 来我门放放负载试试 ] 大力兴奋的对小原说
[ 好 ! 我找个锅来 ] 小原从椅子上站起 起申 准备离座
大力马上说 [ 找锅 ? 公司哪只锅可以让电磁炉开到 8KW ?
找个铁块吧 ]
[ 也是欧 , 我门一直生产 2KW 电磁炉 哪来 商用锅啊 ]
小原边回答边往墙边走 . 那有一块铁块
小原放上电磁炉上, 只听一声 “碰” 一切辛苦就随这声消失
实验室 两人面对对错愕
---------------------------------------------------
[ 我门到底哪错了 ? ] 大力首先打破气氛
[ 我认为我门算错了 ] 小原回答后又继续说
[ 你看 8KW/220 是 36.36A 没错 , 但是 我门忘了乘上 1.414, 如果乘上那应该是 51 A , 够牛的 ! 好大 ]
大力 : [ 如果这样, 我觉得我门方向错了 ]
[ 疑 ! 不对, 我门用的 是半桥 , 那这样应该除以一半, 也就是说 25.5A 那负载功率在 220V 下 是 8KW ]
[ 对, 是 25.5A , 因为 IGBT 数据不可能是标示 有效值 ] 小原回答
[ 是啊, 那这颗 40A IGBT 应该没问题啊 ? ]
[ 打电话问一下厂家吧 ] 小原继续说
大力拨通电话
-----------------------------------------------------------
大力放下电话说 [ 人家说他那是 40A 不会错, 他问我门电压会不会太高 ?]
小原 : [ 拜托 ! 我门用半桥 , 电压是只会两倍供应电压 , 只不过是 440V]
[ 你又错了 ] 大力接下话说 [ 是 440 乘上 1.424 是 622 伏 ] 大力[迅速在计算机 “计算器” 上算得
[ 好 , 就算是 622 可是我门用的是 1200 伏的 IGBT 阿 ? ] 小原疑惑的回答
[ 那这样吧, 再换个 IGBT 再试一下 ] 大力说
于是 两个人 将 IGBT 换了再试
结果还是在进入 30A 的 时候 IGBT 应声炸毁 …….
不信邪的 大力 继续换, 当然结果也是继续炸 ….
------------------------------------------------------------
四天来 他门二人炸了 近百颗 IGBT
这样下去可不得了, 第一批采购的 IGBT 以是尸横遍野 …
[ 大力我门在找采购小蜜想想办法吧 ] 大力边说边拿起电话
[ 等等, 我门在问一下供货商, 如果再买再诈到时难跟老总交代 ]
小原急促的跟大力说.
大力回了个答把电话直接拨到供货商去.
[ 我门公司现在用你们的IGBT, 我门指操作在 25A 内, 电压也对为何一直炸 IGBT , 是不是你们这是次级品 ? ] 大力劈头就起了个这句话.
电话那端的业务小姐也不好惹, 心理一阵无名火正没得发, 听了个终于有各大火筒烧 , 他不甘示弱的说 [ 你们技术有问题吧 …. 我门 英飞凌 这国际大公司还能给你 次级货 ? …… 还是你们公司太小买不起正版货 ]
大力听了个火冒三丈, 竟要跟业务小姐吵.
小原听罷马上制止并说 [ 你也是的, 我门都没弄清楚你就跟人吵, 我看还是找我门采购小蜜想想办法]
大力摔了个电话转拨给采购小瑜
----------------------------------------------------
采购电话响起
[ 小瑜媚妹, 再帮各忙搞个 100 颗IGBT 给我, 是成请你吃火鍋….. ]温柔的说这
[不行] 小瑜打断大力的话 [ 老总说你们要在弄 IGBT 直接去找他, 他们要了解一下;  再说什么吃火锅, 上次我兴冲冲买各火锅料哪知你那炉不争气, 水没开就炉就爆了, 还要老娘到门卫那借个煤炉来 …. 对了门卫老王说我门还欠着他二颗煤球 ]
大力 听了 只好挂了电话与小原依起去见老总
--------------------------------------------
总经理室 总经理听到敲门声直接回又  [ 请进 ]
小原 [ 报告总经理,  我门还要向您申请一百颗 IGBT 因为 …]
老总没等小原讲完便插话说 [ 怎么搞的, 你知道这一炸又要多少钱 ? 为什么 ]
小原一经挨批不敢再回话
[ 报告总经理, 我门计算没错 ] 大力边说边把设计数据及实验相片要拿给老总看, 接着又说 [报告总经理, 我怀疑厂加给我门次货 …. ] 大力想一吐刚刚与供货商吵架的情绪
[ 次货 ? 不可能吧, 这大公司敢这样, 你打各电话给 刘工, 讨教一下, 年轻人要多问问不要只埋怨 ] 老总回答并也给各训斥.
大力 一时无语
刘工 , 他们公司对休老技师, 大电力模拟经验直逼他年龄, 对事情处理严谨, 未退修前带领这帮年轻人,
但; 年轻人对他恨得牙痒痒, 总觉他啰嗦 怕死 什么都要管\
这是 老总 也知道, 他不愧是领导 马上洞悉这群年轻人想法, 就提起电话帮他们开个头
[ 老刘啊, 我是老总, 公司想开发大功率电磁炉, 这群混蛋老是烧 IGBT , 想请你过来指导指导 ]
[ 报告总经理, 哪里哪里 应该的, 公司对我也不错, 公司有事我绝对是义不容辞 ] 老刘恭恭敬敬的 回答
[ 那好, 这两日来好吗 ? ] 老总说
[ 报告总经理, 返正我现在没事, 我线就到厂里 ] 老刘说毕立刻整装
------------------------------------------------------
实验室里 多了个厂长老廖及退休技工老刘
厂长老廖听说老刘到来帮忙解决问题, 也亲自过来
[ 老刘晚上大家叙叙旧喝盅酒 ] 老廖笑着对老刘说
老刘马上回答 [ 这你还跑掉吗, 咱门哥们交情是非醉不可 ]
老廖 笑着看着老刘
----------------------------------------------------------
[ 小伙子 把资料拿来我看 ] 老刘对着大力说
大力 把数据 递给老刘, 又开始情绪化说 [ 他们可能给我门次货 ..]
[ 你每次碰到事就想推责任, 都不改 ! 就会说人事错的, 你这小毛头你又做对过什么 事 ? ] 老刘脾气就是那样
[ 不是, 我是说我怀疑 … ] 大力急着 想解释
老刘又打断他的 解释 [ 设计数据拿来我看看 ]
小原 怕挨骂 赶紧把资料递过去
[ 你这要 8KW 电流要 25A 这都对 …. ] 老刘边看边自言自语
[ 小伙子, 你们工作频率是多少 ? ]  老刘用那大嗓门声音喊着
[ 30K左右 ] 大力与小原不约而同的 说
[ 你们这些王八蛋, 你们到底有没看清人家资料 ] 老刘又开骂了
[ 有啊. 我门把数据都看了, 是 40A 耐压 1200伏啊 ] 大力回答
[  你们只看数据 ? 人家数据除了数据还有 曲线图 , 你们看了吗 ? 就只一味烧, 烧出什么 了 ? ] 老刘脾气大了些, 不过还是有那种恨铁不成钢的味道
[ 你们看看这曲线, 看啊, Figure 2. Safe operating area  这图, 这怎写 ]
[ 这图怎样看啊 ? ] 小原回答
[ 这英文怎说 ? 你们啊看事就是看那丁点, 这张曲线事这颗 IGBT 安全工作曲线 , 没看清楚还骂人家供货商 , 哪些业务哪看懂 ] 老刘回答
[ 你们看看 你们工作频率 30K 下 , 照这规范这颗 IGBT 安全工作电流只有 25A 左右 , 你们这些年轻人啊,  做事多分析一下 ]
这回 大力小原 终于弄懂为何会炸机了
因为他们的 最大电流 接近安全范围边缘 ……..
----- 待续 -----
------------------------------
上述故事有些细节未说清楚, 请大家分析一下寄 irex8@126.com
分析正确 可领奖品
盈智感应  刘永智
全部回复(16)
正序查看
倒序查看
xiekui
LV.5
2
2008-04-26 16:05
[ 你看 8KW/220 是 36.36A 没错 , 但是 我门忘了乘上 1.414, 如果成上那应该是 51 A , 够牛的 ! 好大 ] 用半桥电路,半个周期内管子电流还要X2,是102A.用什么型号的IGBT?别误导别人了!
0
回复
xiekui
LV.5
3
2008-04-26 16:13
@xiekui
[你看8KW/220是36.36A没错,但是我门忘了乘上1.414,如果成上那应该是51A,够牛的!好大]用半桥电路,半个周期内管子电流还要X2,是102A.用什么型号的IGBT?别误导别人了!
<四天来 他门二人炸了 近百颗 IGBT
这样下去可不得了, 第一批采购的 IGBT 以是尸横遍野 … >
没有这样搞设计的,我们从设计到试验、再到大批量出厂产品,没有损坏过一只IGBT,产品出去几年来,只有一只模块有门极内部短路的故障,怀疑是单个器件本身的问题.
0
回复
irex
LV.5
4
2008-04-26 17:11
@xiekui
没有这样搞设计的,我们从设计到试验、再到大批量出厂产品,没有损坏过一只IGBT,产品出去几年来,只有一只模块有门极内部短路的故障,怀疑是单个器件本身的问题.
哈哈
通常我一定要求工程师, // 没炸过的的设计不可以出货 //
谢谢你
麻烦明天继续关注  我的小说
0
回复
tunguska
LV.4
5
2008-04-27 05:09
IKW40T120的PDF提供的Safe operating area是正偏SOA,其意义是单个脉冲下的安全工作区,以曲线看,IKW40T120在16uS的曲线落在约25A上,这估计就是文中老刘骂人的根据.但楼主似乎忘记了曲线的横座标Vce,16uS 25A这个点是在Vce=600V左右测得的,在电磁炉中不会出现这种情况,而且半桥电路中IGBT是连续的半波工作,不能套用单脉冲的正偏SOA作为过流的依据.
新人拙见说错别笑.
0
回复
irex
LV.5
6
2008-04-27 08:22
@tunguska
IKW40T120的PDF提供的Safeoperatingarea是正偏SOA,其意义是单个脉冲下的安全工作区,以曲线看,IKW40T120在16uS的曲线落在约25A上,这估计就是文中老刘骂人的根据.但楼主似乎忘记了曲线的横座标Vce,16uS25A这个点是在Vce=600V左右测得的,在电磁炉中不会出现这种情况,而且半桥电路中IGBT是连续的半波工作,不能套用单脉冲的正偏SOA作为过流的依据.新人拙见说错别笑.
太好了 ! 有位知音
虽然你回答稍慢, 但我还是觉得要奖励你
送你一套 MB3 组 ( 市价 580 圆 ) 请将资料寄 irex8@126.com

    << Vce,16uS 25A这个点是在Vce=600V左右测得的>> 是的, 因为整各电路架构是半桥, 也就是说其  IGBT CE 电压为 220 * 1.414 * 2= 633,6 V 又其工作周期为 30Khz 也就相当IGBT 导通为 16us 左右, 这表一对其安全电流就大概 25A.

   不是每颗 IGBT 都能像 英飞凌 提供这张曲线, 但根据经验所有 IGBT 都差不多可以用这张曲线.

   因此常有人说使用 IGBT 的电流要比实际大三倍, 这绝对是对的, 但也是错的. 错在因为没掌握器件特性图增成本.

  IGBT都操作高瓦数电路应用, 许多烧会都是在瞬间, 没仪器跟本测不出结果. 我门公司也因为有功率记录仪才发现我门犯错的致命点.

  最后还是要说你是位认真的 工程师 .
0
回复
2008-04-28 23:18
@xiekui
[你看8KW/220是36.36A没错,但是我门忘了乘上1.414,如果成上那应该是51A,够牛的!好大]用半桥电路,半个周期内管子电流还要X2,是102A.用什么型号的IGBT?别误导别人了!
不好意思啊,问几个菜鸟问题,请赐教啊:电磁炉的电流、电压、温度测试软件滤波是如何处理的啊!
0
回复
2008-11-18 14:43
@irex
太好了!有位知音虽然你回答稍慢,但我还是觉得要奖励你送你一套MB3组(市价580圆)请将资料寄irex8@126.com    >是的,因为整各电路架构是半桥,也就是说其  IGBTCE电压为220*1.414*2=633,6V又其工作周期为30Khz也就相当IGBT导通为16us左右,这表一对其安全电流就大概25A.  不是每颗IGBT都能像英飞凌提供这张曲线,但根据经验所有IGBT都差不多可以用这张曲线.  因此常有人说使用IGBT的电流要比实际大三倍,这绝对是对的,但也是错的.错在因为没掌握器件特性图增成本.  IGBT都操作高瓦数电路应用,许多烧会都是在瞬间,没仪器跟本测不出结果.我门公司也因为有功率记录仪才发现我门犯错的致命点.  最后还是要说你是位认真的工程师.
您好,我公司生产各种高频线材,用于高频电磁炉线盘专用线,
以突出的高频低阻性能,使高频炉盘温升有效降低,工艺整
齐,可操作性强,目前已为广东各大知名商用电磁炉生产商
广泛采用.规格可从0.10*4-0.10*5000(截面0.03-40平方),
外层加绕阻燃丝包,外形为一股圆形或为扁形(可立绕减小盘
面直径便于通风散热),有效保护线材的内部漆层在操作过程
中不会受损,耐温180度以上,上锡方便,420度3秒直接上锡,
不需额外处理,耐压1000V-5000V以上.
      可来电索样或索图参考  QQ:66108645  TEL:13424518035
祝:生意兴隆,财源广进!
                                                                      
           昌泽电子——您忠诚的商业合作伙伴!
0
回复
vilayson1
LV.4
9
2008-12-29 01:12
@irex
太好了!有位知音虽然你回答稍慢,但我还是觉得要奖励你送你一套MB3组(市价580圆)请将资料寄irex8@126.com    >是的,因为整各电路架构是半桥,也就是说其  IGBTCE电压为220*1.414*2=633,6V又其工作周期为30Khz也就相当IGBT导通为16us左右,这表一对其安全电流就大概25A.  不是每颗IGBT都能像英飞凌提供这张曲线,但根据经验所有IGBT都差不多可以用这张曲线.  因此常有人说使用IGBT的电流要比实际大三倍,这绝对是对的,但也是错的.错在因为没掌握器件特性图增成本.  IGBT都操作高瓦数电路应用,许多烧会都是在瞬间,没仪器跟本测不出结果.我门公司也因为有功率记录仪才发现我门犯错的致命点.  最后还是要说你是位认真的工程师.
我粗略地看了一下,感觉很郁闷,楼主说8KW,应该是工作在半桥结构下电源电压为220V,而且后面提出是用两颗25A1200V的IGBT,就觉得很不对劲了.按说输入电流应该是8KW/220V=36.36A(假如全按有效值算),但是因为采用半桥结构,负载回路上的电流就应该接近输入电流的2倍,约为76.76A.而IGBT是串联于负载回路上的,所以它就必须接受72.72A的电流应力.就算不考虑给功率管留出电流裕量,也应该使用电流为36.36A的IGBT,而他们却只用了两个25A的管子,我已经感觉太不可思议了.
如果采用全桥,因为负载电流等于输入电流36.36A.用了四个25A的管子,因为管子是轮流工作,考虑不留裕量的时候每管只需要18.18的电流,用到25A的管子,也基本给了裕量了.
大家都知道半桥只用2只管子,全桥用4只管子,半桥成本低了,但是如果电流应力也只需要和全桥一样,那么做全桥的人岂不都是傻子了?
其实在这个个案中,最错的做法当然算是算错了管子的电流应力,但是最失败的地方却是算错了管子的电压应力.220V系统中,双管正激,半桥,全桥,用到1200V的耐压,并不代表产品会更可靠了,相反,带来的问题更严峻.1,管压降比能正常工作的600V耐压的IGBT高了不少,频率特性也比600V耐压的管子差了不少,这无形增加了损耗,降低了效率,增加了散热量设计,增加了产品的体积.2,我觉得也是比较严重的问题,电流一样,耐压1200V的IGBT比600V的IGBT贵了不少,贵了,方案就要面临流产.
220V系统中,1200V的IGBT适宜用于单管谐振电路结构.要是做了半桥,1200V的IGBT就没有优势了.就算是做380V的半桥,首选的也是1000V的IGBT.
打个比方:做个12-220V的逆变器,升压部分你可以用个100元的100A600V的MOS或IGBT模块,但是做出来肯定没有用3元的IRF1405做出来的可靠.
0
回复
2009-01-20 02:54
小说不错,收藏了,朋友应该不会说版权问题吧!
呵呵,支持你的精神,加油.
0
回复
2009-01-24 12:01
@科技力量
小说不错,收藏了,朋友应该不会说版权问题吧!呵呵,支持你的精神,加油.
再来顶一次,马上过年了.我信守承诺,两次
0
回复
2009-01-24 12:12
@科技力量
再来顶一次,马上过年了.我信守承诺,两次
在来地二次
0
回复
jl88
LV.1
13
2009-04-27 16:53
今天上网溜达一下,对你的思路比较感兴趣.感应加热是应该换个思路发展了.关于试验烧管子的问题,从另一个方面说明你们的试验方法不够严谨.问什么不做保护电路呢?必要的话设计个电子保险丝,至少可以保护IGBT,否则试验损失太大了.我们单位做了5年的电磁炉开发,在开发阶段很少炸IGBT管.关键还是试验流程在开发阶段要完备.磨刀不误砍柴功.
0
回复
zhouboak
LV.8
14
2009-08-16 09:44
@jl88
今天上网溜达一下,对你的思路比较感兴趣.感应加热是应该换个思路发展了.关于试验烧管子的问题,从另一个方面说明你们的试验方法不够严谨.问什么不做保护电路呢?必要的话设计个电子保险丝,至少可以保护IGBT,否则试验损失太大了.我们单位做了5年的电磁炉开发,在开发阶段很少炸IGBT管.关键还是试验流程在开发阶段要完备.磨刀不误砍柴功.
关注
0
回复
大笨熊
LV.4
15
2009-08-17 20:26
@zhouboak
关注
顶一下刘工
0
回复
yongcom17
LV.1
16
2009-08-23 19:31
@大笨熊
顶一下刘工
IKW40T120 38元/个?哪家公司那么黑啊?找我要货吧,20块钱左右.      134 1064 7009 ,深圳赛新格科技  王先生
0
回复
zhouboak
LV.8
17
2009-08-23 21:27
@yongcom17
IKW40T12038元/个?哪家公司那么黑啊?找我要货吧,20块钱左右.      13410647009,深圳赛新格科技  王先生
唉!你早该找我给搞个IGBT驱动保护板,能省很多事.也不会烧这磨多的管子
0
回复