IGBT 逆变焊机的三种基本的拓扑结构

IGBT 逆变焊机的三种基本的拓扑结构

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【双管正激电路】

优点是电路具有软过度，在开通与关断时不存在直通问题并且在关断时IGBT VCE电压被D1，D2的钳位在VCC+VF.

缺点在于占空比小于50%，大大降低了变压器的利用率，并且由于占空比小使得输出必须需要接输出电感，并且输出功率受限。在同开关频率下输出稳定性较其他两种结构要差。

【全桥电路】

优点是占空比高可达90%以上，变压器双向导通利用率高.输出功率高。

缺点在于IGBT两端没有钳位电路电压尖峰高需要加吸收电路，受Miller效应的影响上下管存在直通风险，需要加隔直电路防止变压器偏磁。

【半桥电路】

相对于全桥节省了两只功率管，驱动电路也较简单，尤其是它具有较好的抗不平衡能力。这些优点使得半桥式逆变电路应用较为广泛，它的缺点是变压器初级绕组所得的电压总是一个电容上的电压，近于电源电压的一半，为了获得与全桥式电路同样的输出功率，功率管和变压器初级必须通过全桥式电路两倍的电流，所以半桥式电路的输出功率不宜太大。

【半桥全桥选型】

相对半桥逆变器而言，全桥逆变器的开关电流减小了一半，因而在大功率场合得到了广泛应用。

在全桥逆变器中，为实现输入输出之间的电气隔离和得到合适的输出电压幅值，一般在输出端接有交流变压器。

在全桥逆变器中，因各种不可预见的因素，会导致输出变压器存在直流分量，引起单向偏磁现象。偏磁可以说是全桥逆变器中的一种通病，只是在不同的场合严重程度不同而已。

变压器的偏磁，轻则会使变压器和功率半导体模块的功耗增加，温升加剧，变压器机械噪音大（变换器开关频率或调制频率在音频范围内时），严重时还会损坏功率模块，直接威胁到系统的正常运行。

上海通用zx7 - i 系列220v 电焊机电器原理图.(双管正激)

上海通用WSM -i 系列氩弧焊机电器原理图部分(双管正激)

上海通用NB-200i 气保焊机电器原理图部分(全桥)

双管正激

带输出电抗! 全桥无电抗,

都是四个IGBT 的.

第一种.双激的,可靠性较高,但是输出功率,相对于同频率的.全桥电路的功率低,稳定性稍差第二种全桥的,可靠性存在直通风险，变压器机械噪音大

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瑞凌电焊机大多数都是mos管的. 全桥的.造价都比较高.

1、效应管的特点：(MOS-FET 是其中一种)

场效应管的突出优点在于其极高的开关频率，其每秒钟可开关50万次以上，耐压一般在500V以上，耐温150℃（管芯），而且导通电阻，管子损耗低，是理想的开关器件，尤其适合在高频电路中作开关器件使用。

但是场效应管的工作电流较小，高的约20A低的一般在9A左右，限制了电路中的最大电流，而且由于场效应管的封装形式，使得其引脚的爬电距离（导电体到另一导电体间的表面距离）较小，在环境高压下容易被击穿，使得引脚间导电而损坏机器或危害人身安全。

绝缘等级上,可以做到F 级别

2、IGBT的特点：

IGBT即双极型绝缘效应管，符号及等效电路图见图11.1，其开关频率在20KHZ~30KHZ 之间。但它可以通过大电流（100A以上），而且由于外封装引脚间距大，爬电距离大，能抵御环境高压的影响，安全可靠。

【两种不同管型焊机的特性】

一、场效应管逆变焊机的特点

由于场效应管的突出优点，用场效应管作逆变器的开关器件时，可以把开关频率设计得很高，以提高转换效率和节省成本（使用高频率变压器以减小焊机的体积，使焊机向小型化，微型化方便使用。

但无论弧焊机还是切割机，它们的工作电流都很大。使用一个场效应管满足不了焊机对电流的需求，一般采用多只并联的形式来提高焊机电源的输出电流。这样既增加了成本，又降低了电路的稳定性和可靠性。

二、IGBT焊机的特点

IGBT焊机指的是使用IGBT作为逆变器开关器件的弧焊机。由于IGBT的开关频率较低，电流大，焊机使用的主变压器、滤波、储能电容、电抗器等电子器件都较场效应管焊机有很大不同，不但体积增大，各类技术参数也改变了。