焊机用电容器选型指引(内部培训资料)

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焊机用电容器选型指引

1．选型指引 1.1温度等级

为了在产品设计时，产品的设计温度与要求温度一一对应，把产品的使用温度划分为几个等级。

A 级：120℃以上

B 级：105℃～120℃

C 级：95℃～105℃

D 级：85℃～95℃

E 级：85,70,55℃.

1.2设计基本原则

1． 在高温下使用的产品在设计时要考虑降额使用。

2． 温度超过常规使用温度时，材料上要考虑用新的材料（耐高温材料）。 3． 在工艺上要注意定型效果，定型不要太紧，定型应力要均匀。 1.3产品设计规则

1．A 级产品

用新型耐高温材料（纸或其它耐高温材料）。 2．B 级产品

用MPET 材料，芯子结构采用箔式结构。 3．C 级产品

选用MPET 材料或复合介质（MPET 和MPP ）。 热定型不要太紧。 产品降额使用。 4．D 级产品

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选用的材料纵向收缩率不要太大。 选用MPP 材料。

材料的结晶度要高。 产品散热性能要好。 5．E 级产品

按常规产品设计文件

2.应用说明

2.1 举例说明（案例1）：

采用金属化薄膜电容进行的全波段的的吸收和滤波

――感应加热逆变电路的应用方案

2.1.1：引言

感应加热电源广泛应用于金属工件表面及局部淬火、退火、电机、阀门的钎焊、钨钼和铜钨合金的烧结以及金、银的熔炼等，随着功率半导体IGBT 快速发展， 感应加热电源得到快速发展，感应加热电源工作环境比较恶劣，其负载决定了工作频率变化巨大，从而使感应加热设备的输出功率变化大，这样在选取IGBT 吸收保护电容和滤波电容尤为重要，现介绍采用金属化薄膜电容进行的全波段的的吸收和滤波的应用方案。

2.1.2: 感应加热电源的原理和典型电路图

感应加热电源原理为产生交变的电流，从而产生交变的磁场，在利用交变磁场来产生涡流达到加热的效果。如图1.1：

50

20

40

60

80

100

70809060

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图1.1 感应电流图示

主电路结构框图如图1.2所示：

图1.2 感应加热电源主结构框图

采用金属化薄膜电容进行的全波段的的吸收和滤波的感应加热电源主电路图，如图1.3所示

感应加热电源的主电路图1.3

2.1.3：薄膜电容在主电路图的应用,举例说明： A:30KW 设备

C2：中高频谐波吸收（LS型50uF/800VDC/）×2只

C3：高频谐波吸收（S型1uF/1200V）×2只

C4：开关管上的吸收（SO 0.02uF/1200VDC）×2只

C5：谐振电容（根据客户负载决定其容量及耐压值，一般可选取的规格为

0.1uF~1uF;4000V AC~6000V AC）

B:50KW设备

C1：直流支撑电容（LL型1000uF /800VDC/）×1只

C2：中高频谐波吸收（LS型100uF/800VDC/）×2只

C3：高频谐波吸收（S型1uF/1200V）×2只

C4：开关管上的吸收（SO 0.02uF/1200VDC）×2只

C5：谐振电容（根据客户负载决定其容量及耐压值，一般可选取的规格为

0.1uF~1uF;4000V AC~6000V AC）

2.1.4：薄膜电容安装位置（拓扑结构）对谐波吸收的作用

A:C1在电路中主要担当整流后的滤波和储能，其与IGBT之间的导线距离尽量控制在30～

50CM，由于导线上电感的存在（30～50nH）,高次谐波电流会迅速衰减.

B:C2在电路上主要担当中高频率谐波的吸收，其与IGBT之间的导线距离尽量控制在8～

15CM，同时在电容上加并电阻（47K/5W）,以RC方式进行吸收。

C:C3在电路中主要担当高频谐波吸收，它是直接安装在IGBT模块上的。

D:C4主要是在一些硬开关控制电路中采用，直接在单管上作尖峰吸收，一般跟电阻组成RC

吸收。

2.1.5：薄膜电容使用注意事项

LL电容主要参考电容上的电压波形，波形尽量要平顺；温升控制在15度以内。

LS/S/SO电容一起承担全部的吸收作用，主要参考IGBT上母线接线端的的电压波形，IGBT

开通与关断时震荡的电压控制在100V峰峰值，同时温升控制在35度以内。电容最高温度

控制在85度以内。

2.2 举例说明（案例2）：

电容器在逆变焊机电源中的案例分析

（唐山松下，山东奥太）

2.2.1了解逆变焊机简单电气图

逆变焊机是电子控制的弧焊电源中的一种新类型。因此它的组成、基本原理

与通常的电子控制弧焊电源相比在本质上是基本相同的，一般都采用闭环反馈系

统控制它的电气性能，即控制它的外特性和动特性。

逆变焊机的基本组成框图如图所示。它的主要组成及其作用如下：

焊接输出

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逆变焊机的基本组成框图

（1）主电路： 由供电系统、电子功率系统和焊接电弧等组成。

工频交流——整流滤波——逆变为中高频交流——降压——二次整流滤波——直流输出。

逆 变 电 源 原 理 图

2.2.2了解客户所生产焊机的型号和功率

以唐山松下和山东奥太主要生产直流逆变焊机和二氧化碳气体保护逆变焊

机，埋弧焊机。功率主要集中在输出电流在350A ，500A ，630A 的焊机设备上。

2.2.3针对焊机型号精准把握客户所需电容器的型号和规格

（以唐山松下和山东奥太为例）

2.2.

3.1. 输入整流滤波电路的电容器选取（CABO 电子DC-LINK 和LS 电容）