（国内标准）IGBT逆变焊机与其他类焊机的区别
IGBT焊机
逆变和整流是俩个相反的概念，整流是把交流电变换为直流电的过程，而逆变则使把
直流电改变为交流电的过程，采用逆变技术的弧焊电源称为逆变焊机。逆变过程需要
大功率电子开关器件，采用绝缘栅双极晶体管IGBT作为开关器件的的逆变焊机成为I
GBT逆变焊机。
逆变焊机的工作过程如下：将三相或单相工频交流电整流，经滤波后得到壹个较平滑
的直流电，由IGBT组成的逆变电路将该直流电变为几十KHZ的交流电，经主变压器
降压后，再经整流滤波获得平稳的直流输出焊接电流。
由于逆变工作频率很高，所以主变压器的铁心截面积和线圈匝数大大减少，因此，逆
变焊机能够于很大程度上节省金属材料，减少外形尺寸及重量，大大减少电能损耗，
更重要的是，逆变焊机能够于微妙级的时间内对输出电流进行调整，所以就能实现焊
接过程所要求的理想控制过程，获得满意的焊接效果。
IGBT逆变焊机和其他类焊机的区别
壹、和可控硅整流焊机的区别
1、可控硅整流焊机是将50HZ的交流电整流成直流电输出，通过改变可控硅的导通角来改变输出大小，输出波形不平滑，所以焊接效果不好，引弧及其他壹些控制功能差。
IGBT焊机是将交流电整流后，经过IGBT逆变，再经中频变压器降压，经过二次整流后输出，输出波形好，通过脉宽调制控制IGBT逆变器的导通时间改变输出的大小。引弧及推力电流易于控制。
2、可控硅整流焊机体积大，较为笨重，不便于搬运和移动，而IGBT焊机由于逆变频率高达20-30KHZ，所以变压器体积小，重量轻，易于搬运。
3、逆变焊机比整流焊机省电约30%左右。
4、IGBT逆变焊机控制及主电路较为简单。加之北京时代焊机采用软开关的逆变技术，所以可靠性高，故障点少，易于维修。
二、和SCR逆变焊机的区别
1、可控硅是电流型控制元件，控制较复杂，也是半控元件，壹般采用调频方式来控制；IGB T是电压型控制元件，易于控制，壹般采用脉宽调制。
2、逆变频率不同：由于SCR的开关时间较长，所以频率不能太高，壹般于3-5KHZ左右，而IGBT器件的开关频率较高。IGBT模块可达30KHZ左右，IGBT单管开关频率更高，达5 0KHZ之上。
3、由于频率提高，焊机的输出特性及波形更易于控制，能够得到更好输出特性，同时变压器的体积也比SCR焊机小，减轻了焊机重量，更易于搬运。
4、逆变焊机比普通可控硅整流焊机，焊机省电30%左右。
5、由于IGBT焊机控制及主电路较SCR焊机简单，我公司又采用软开关逆变技术，所以产品可靠性高，故障点较少，易于维修。
6、壹般的可控硅逆变焊机，采用的是半桥式逆变技术，IGBT焊机采用的全桥逆变，北京时代焊机采用了自主研发的带有软开关的逆变技术，使IGBT的寿命得到显著延长。
7、IGBT控制技术已经非常成熟，是新壹代逆变器的主流器件
逆变直流电阻点焊机的技术优势
——和其它类型点焊机的比较
壹、和工频交流点焊机比较
1、焊接质量
工频交流焊机的调节周期较长，对50Hz 的电网，焊接时间调节分辨率为20ms。
逆变直流点焊机时间调节分辨率可达0. 25ms（4kHz逆变频率），控制精度高。逆变焊机的反馈控制的响应速度明显加
快，输出稳定性好。
工频交流焊机由于电流过零的影响，热效率低，用晶闸管调节电流，当电流百分比偏小时，过零时间长，影响更大；逆变直流点焊机输出电流为脉动直流，于回路电感的作用下为连续直流输出，热效率高，焊接热输入稳定。
2、焊接速度
工频交流焊机由于电流过零的影响，加热时间相对较长。逆变电阻点焊机为直流输出，加热集中，焊接时间缩短。
3、节能效果
工频交流点焊机工作于50Hz，变压器损耗大，焊机功率因素低，回路损耗大。逆变焊机变压器工作于较高的频率（1－4kHz），损耗很小，直流输出改善功率因素，节能效果明显。
4、设备体积和重量
工频交流焊机的变压器铁心较大，同样功率条件下设备较笨重。逆变直流电阻点焊机变压器大大减小，设备较轻巧。
二、和电容贮能点焊机比较
1、焊接质量
电容贮能焊机将电容中储存的能量壹次性释放给焊接回路，输出能量调节靠控制电容的充电能量完成，通常有调节充电电压和电容容量俩种方法，输出电流为脉冲电流，时间不能通过电子控制来
调节。逆变直流焊机为较平稳的直流，电流通过逆变脉宽调节，时间通过逆变周期数调节，焊接能量可由电流和时间
精确控制。
2、焊接速度
电容贮能焊机需要合理的电容充电过程（否则电容易损坏），降低了生产速度。逆变电阻点
焊机没有这壹过程，焊接速度高。
3、节能效果
电容贮能焊机的变压器实际工作于更低的频率，为防止饱和，变压器铁心更大，损耗加大；电容充电回路也增加损耗。逆变焊机变压器工作于较高的频率（1-4 kHz），损耗很小，直流输出改善功率因
素，节能效果明显。
4、设备体积和重量
电容贮能焊机的变压器铁心大，储能电容也占据相当的空间，设备笨重。逆变
直流电阻点焊机变压器小、没有庞大的电容器组，设备较轻巧。
三、和次级整流点焊机比较
1、焊接质量
次级整流焊机也是直流输出，工艺性方面有直流的优势；从控制的角度，它仍然是基于工频频率的控制，时间调节分辨率仍为20ms，当焊机为三相输入时，反馈控制响应速度能够比单相工频交流稍高，但仍有限。相比较，逆变直流焊机的控制精确性有明显的优势，焊接质
量更稳定。
2、焊接速度
俩种焊机焊接速度相当，但次级整流焊机时间参数调节分辨率较低。
3、节能效果
次级整流焊机变压器和工频交流相当，变压器损耗也相同。逆变直流焊机变压器损耗小得多，节能效果相对较明显。
4、设备体积和重量
次级整流焊机变压器和工频交流相当，次级整流使设备有所加重，相同功率的逆变直流焊机轻得多。
四、和中频交流点焊机比较
1、焊接质量
中频交流点焊机是将工频(50Hz)交流变换为中频(数百Hz)交流输出，时间分辨率比工频提高，控制精度提高，但由于输出回路电感的影响，频率受到限制；逆变直流点焊机的逆变频率较高，控制精度更高。中频交流点焊机输出电流受次级输出回路变化影响大，逆变直流电
阻点焊机不受影响。中频交流点焊机热效率较低，逆变直流电阻点焊机热效率高。中频交流点焊机输出功率较小（受频率限制），逆变直流点焊机输出功率能够很大。综合比较，逆变直流焊机的控制精确性和焊接工艺性仍然有优势，
焊接质量更好。
2、焊接速度
俩种焊机焊接速度接近，但由于热效率的不同，逆变直流电阻点焊机要快些。于焊接电流要求较大的场合，首推逆变
直流电阻点焊机。
3、节能效果
中频交流点焊机变压器损耗较工频交流点焊机大大降低，接近逆变直流，没有
次级整流损耗，但回路电感的无功损耗很大，不适合于回路大的场合。
4、设备体积和重量
中频交流点焊机的体积和重量比逆变直流电阻点焊机小，成本较低。
我们应该选择时代逆变焊机仍是可控硅焊机？？？
焊机采用逆变技术，已经是很成熟的壹种技术，于中国得到了很快的发展和普及。那么逆变焊机和可控硅焊机有什么区别或者优势呢？
1）交流电源由于面对市场残酷的价格竞争，无奈的选择的降低产品成本，市场上的产品中已经没有铜芯，均采用“铜包铝”产品替代“铜芯”，混淆真伪，降低成本；或者销售纯铝芯产品抢占市场份额。欺骗用户的最终结果时丧失原有的客户资源。而济南华奥电焊机XX 公司的逆变产品却采用“微晶磁芯”为主变，使用全桥双IGBT脉冲移相这样的高新技术生产的绝缘栅双极晶体管式逆变电焊机于市场上赢得了客户的信赖，这不是因为价格低廉，而是因为技术先进且成熟，是因为质量可靠且稳定，所以赢得了客户的尊重。
2）因为买东西首先要考虑的是性能价格比。逆变焊机的性能价格比比普通焊机的性能价格比高多了。且且逆变焊机所具有的性能对我们来说是非常实用的。比如节能，逆变焊机比普通焊机节能40%之上，算笔帐，壹台ZX7-315型逆变焊机输入电流是15A，相当于5.7K W.每年使用240天,年用电8208度,电费按每度0.6元计算,共需电费4924元.而普通焊机的效率壹般为50%,逆变焊机的效率可达85%,如壹台普通焊机要想和ZX-315逆变焊机壹样的
功能,其功率必须为13.42KW之上.同样每天使用6小时,年使用240天,年用电19324度,电费按每度0.6元计算,共需电费11594元,比逆变焊机多用电费6670元,如果使用大功率的焊机，如：NBC-500型气体保护焊，则效率上就是1：6，定会取代手工焊接，节电，节约人员，更是不得了。可见逆变焊机使用壹年,就可节约壹台或二台的焊机款。更何况10台焊机得年节约电费可是不小得数字了!且且逆变焊机的其它优点如过流保护,焊机不易损坏,减少维修时间,使用年限延长,这又节约了资金。又如焊接质量高,这更是无法用金钱来计算的,只有高质量的产品才能于激烈的竟争中取胜。
3)和交流电源相比，直流电源能提供稳定的电弧和平稳的熔滴过渡。—旦电弧被引燃，直流电弧能保持连续燃烧；而采用交流电源焊接时，由于电流和电压方向的改变，且且每秒钟电弧要熄灭和重新引燃120次，电弧不能连续稳定燃烧。于焊接电流较低的情况下，直流电弧对熔化的焊缝金属有很好的润湿作用，且且能规范焊道尺寸，所以非常适合于焊接薄件。直流电源比交流电源更适合于仰焊和立焊，因为直流电弧比较短。
4)但有时直流电源的电弧偏吹是壹个突出问题，解决的办法是变换为交流电源。对于为交流电源或直流电源焊接而设计的交、直流俩用焊条，绝大多数于直流电源条件下的焊接应用效果更好。手工电弧焊中，交流电焊机及其壹些附加装置价格低廉，能尽可能避免电弧吹力的有害作用。但除了设备成本较低外，采用交流电源焊接时的效果不如直流电源.
5)具有陡降特性的弧焊电源（CC）最适合于手工电弧焊。和电流变化相对应的电压变化表明，随着电弧长度的增加，电流逐渐减小。这种特性即使焊工控制了熔池的尺寸，也限制了电弧电流的最大值。当焊工沿着焊件移动焊条时，电弧长度不断发生变化是难免的，而陡降特性的弧焊电源确保了这些变化过程中电弧的稳定性。
时代逆变焊机和普通弧焊机对照表
序号逆变焊机普通焊机
逆变焊机可控硅焊机
序
号
1高效.节能是可控硅的40%左右，.效率可达90%费电，效率约达50%
2工艺性能优良.引弧容易.不粘;不粘连,维弧性能好,电流调节范围宽,电弧温和,飞溅小,焊缝成形美观,抗拉强度高.工艺性能差.引弧困难,粘连,维弧性能差,电流调节范围窄,电弧不温和,飞溅大,焊缝成形壹般,抗拉强度不高.
3体积小,重量轻,体体积大,重量大,笨
积仅为普通焊机的
1/10,携带操作方便.
重
4整体结构简单合理,且有过流.起动保护等齐全的保护功能,不易损坏.结构不合理,没有过流,起动保护功能,易损坏.
5产品价格合理,比
直流旋转焊机降低
20%,和硅整流焊
机相当,性能价格
性能价格比低
比高.
6噪音低,无电磁于扰噪音高,有电磁干扰
壹、和可控硅整流焊机的区别
1、可控硅整流焊机是将50HZ的交流电整流成直流电输出，通过改变可控硅的导通角来改变输出大小，输出波形不平滑，所以焊接效果不好，引弧及其他壹些控制功能差。
IGBT焊机是将交流电整流后，经过IGBT逆变，再经中频变压器降压，经过二次整流后输出，输出波形好，通过脉宽调制控制IGBT逆变器的导通时间改变输出的大小。引弧及推力电流易于控制。
2、可控硅整流焊机体积大，较为笨重，不便于搬运和移动，而IGBT焊机由于逆变频率高达20-30KHZ，所以变压器体积小，重量轻，易于搬运。
3、逆变焊机比整流焊机省电约30%左右。
4、IGBT逆变焊机控制及主电路较为简单。加之北京时代焊机采用软开关的逆变技术，所以可靠性高，故障点少，易于维修。
二、和SCR逆变焊机的区别
1、可控硅是电流型控制元件，控制较复杂，也是半控元件，壹般采用调频方式来控制；IGB T是电压型控制元件，易于控制，壹般采用脉宽调制。
2、逆变频率不同：由于SCR的开关时间较长，所以频率不能太高，壹般于3-5KHZ左右，而IGBT器件的开关频率较高。IGBT模块可达30KHZ左右，IGBT单管开关频率更高，达5 0KHZ之上。
3、由于频率提高，焊机的输出特性及波形更易于控制，能够得到更好输出特性，同时变压
器的体积也比SCR焊机小，减轻了焊机重量，更易于搬运。
4、逆变焊机比普通可控硅整流焊机，焊机省电30%左右。
5、由于IGBT焊机控制及主电路较SCR焊机简单，我公司又采用软开关逆变技术，所以产品可靠性高，故障点较少，易于维修。
6、壹般的可控硅逆变焊机，采用的是半桥式逆变技术，IGBT焊机采用的全桥逆变，北京时代焊机采用了自主研发的带有软开关的逆变技术，使IGBT的寿命得到显著延长。
7、IGBT控制技术已经非常成熟，是新壹代逆变器的主流器件
逆变直流电阻点焊机的技术优势
——和其它类型点焊机的比较
壹、和工频交流点焊机比较
1、焊接质量
工频交流焊机的调节周期较长，对50Hz 的电网，焊接时间调节分辨率为20ms。逆变直流点焊机时间调节分辨率可达0. 25ms（4kHz逆变频率），控制精度高。
逆变焊机的反馈控制的响应速度明显加
快，输出稳定性好。
工频交流焊机由于电流过零的影响，热效率低，用晶闸管调节电流，当电流百分比偏小时，过零时间长，影响更大；逆变直流点焊机输出电流为脉动直流，于回路电感的作用下为连续直流输出，热效率高，焊接热输入稳定。
2、焊接速度
工频交流焊机由于电流过零的影响，加热时间相对较长。逆变电阻点焊机为直流输出，加热集中，焊接时间缩短。
3、节能效果
工频交流点焊机工作于50Hz，变压器损耗大，焊机功率因素低，回路损耗大。逆变焊机变压器工作于较高的频率（1－
4kHz），损耗很小，直流输出改善功率因素，节能效果明显。
4、设备体积和重量
工频交流焊机的变压器铁心较大，同样功率条件下设备较笨重。逆变直流电阻点焊机变压器大大减小，设备较轻巧。
二、和电容贮能点焊机比较
1、焊接质量
电容贮能焊机将电容中储存的能量壹次性释放给焊接回路，输出能量调节靠控制电容的充电能量完成，通常有调节充电电压和电容容量俩种方法，输出电流为脉冲电流，时间不能通过电子控制来调节。逆变直流焊机为较平稳的直流，电流通过逆变脉宽调节，时间通过逆变
周期数调节，焊接能量可由电流和时间
精确控制。
2、焊接速度
电容贮能焊机需要合理的电容充电过程（否则电容易损坏），降低了生产速度。逆变电阻点
焊机没有这壹过程，焊接速度高。
3、节能效果
电容贮能焊机的变压器实际工作于更低的频率，为防止饱和，变压器铁心更大，损耗加大；电容充电回路也增加损耗。逆变焊机变压器工作于较高的频率（1-4 kHz），损耗很小，直流输出改善功率因
素，节能效果明显。
4、设备体积和重量
电容贮能焊机的变压器铁心大，储能电容也占据相当的空间，设备笨重。逆变直流电阻点焊机变压器小、没有庞大的电容器组，设备较轻巧。
三、和次级整流点焊机比较
1、焊接质量
次级整流焊机也是直流输出，工艺性方面有直流的优势；从控制的角度，它仍然是基于工频频率的控制，时间调节分辨率仍为20ms，当焊机为三相输入时，反馈控制响应速度能够比单相工频交流稍高，但仍有限。相比较，逆变直流焊机的控制精确性有明显的优势，焊接质
量更稳定。
2、焊接速度
俩种焊机焊接速度相当，但次级整流焊机时间参数调节分辨率较低。
3、节能效果
次级整流焊机变压器和工频交流相当，变压器损耗也相同。逆变直流焊机变压器损耗小得多，节能效果相对较明显。
4、设备体积和重量
次级整流焊机变压器和工频交流相当，次级整流使设备有所加重，相同功率的逆变直流焊机轻得多。
四、和中频交流点焊机比较
1、焊接质量
中频交流点焊机是将工频(50Hz)交流变换为中频(数百Hz)交流输出，时间分辨率比工频提高，控制精度提高，但由于输出回路电感的影响，频率受到限制；逆变直流点焊机的逆变频率较高，控制精度更高。中频交流点焊机输出电流受次级输出回路变化影响大，逆变直流电
IGBT焊机 逆变与整流是两个相反的概念，整流是把交流电变换为直流电的过程，而逆变则使把直流电改变为交流电的过程，采用逆变技术的弧焊电源称为逆变焊机。逆变过程需要大功率电子开关器件，采用绝缘栅双极晶体管IGBT作为开关器件的的逆变焊机成为IGBT逆变焊机。 逆变焊机的工作过程如下：将三相或单相工频交流电整流，经滤波后得到一个较平滑的直流电，由IGBT组成的逆变电路将该直流电变为几十KHZ的交流电，经主变压器降压后，再经整流滤波获得平稳的直流输出焊接电流。 由于逆变工作频率很高，所以主变压器的铁心截面积和线圈匝数大大减少，因此，逆变焊机可以在很大程度上节省金属材料，减少外形尺寸及重量，大大减少电能损耗，更重要的是，逆变焊机能够在微妙级的时间内对输出电流进行调整，所以就能实现焊接过程所要求的理想控制过程，获得满意的焊接效果。 IGBT逆变焊机与其他类焊机的区别 一、与可控硅整流焊机的区别 1、可控硅整流焊机是将50HZ的交流电整流成直流电输出，通过改变可控硅的导通角来改变输出大小，输出波形不平滑，所以焊接效果不好，引弧及其他一些控制功能差。 IGBT焊机是将交流电整流后，经过IGBT逆变，再经中频变压器降压，经过二次整流后输出，输出波形好，通过脉宽调制控制IGBT逆变器的导通时间改变输出的大小。引弧及推力电流易于控制。 2、可控硅整流焊机体积大，较为笨重，不便于搬运和移动，而IGBT焊机由于逆变频率高达20-30KHZ，所以变压器体积小，重量轻，易于搬运。 3、逆变焊机比整流焊机省电约30%左右。 4、IGBT逆变焊机控制及主电路较为简单。加之北京时代焊机采用软开关的逆变技术，所以可靠性高，故障点少，易于维修。 二、与SCR逆变焊机的区别 1、可控硅是电流型控制元件，控制较复杂，也是半控元件，一般采用调频方式来控制；IGBT是电压型控制元件，易于控制，一般采用脉宽调制。 2、逆变频率不同：由于SCR的开关时间较长，所以频率不能太高，一般在3-5KHZ左右，而IGBT器件的开关频率较高。IGBT模块可达30KHZ左右，IGBT单管开关频率更高，达50K HZ以上。
IGBT的结构和工作原理 图1所示为一个N 沟道增强型绝缘栅双极晶体管结构，N+ 区称为源区，附于其上的电极称为源极。N+ 区称为漏区。器件的控制区为栅区，附于其上的电极称为栅极。沟道在紧靠栅区边界形成。在漏、源之间的P 型区（包括P+ 和P 一区）（沟道在该区域形成），称为亚沟道区（Subchannel region ）。而在漏区另一侧的P+ 区称为漏注入区（Drain injector ），它是IGBT 特有的功能区，与漏区和亚沟道区一起形成PNP 双极晶体管，起发射极的作用，向漏极注入空穴，进行导电调制，以降低器件的通态电压。附于漏注入区上的电极称为漏极。 IGBT 的开关作用是通过加正向栅极电压形成沟道，给PNP 晶体管提供基极电流，使IGBT 导通。反之，加反向门极电压消除沟道，流过反向基极电流，使IGBT 关断。IGBT 的驱动方法和MOSFET 基本相同，只需控制输入极N一沟道MOSFET ，所以具有高输入阻抗特性。当MOSFET 的沟道形成后，从P+ 基极注入到N 一层的空穴（少子），对N 一层进行电导调制，减小N 一层的电阻，使IGBT 在高电压时，也具有低的通态电压。 2.IGBT 的工作特性 1.静态特性 IGBT 的静态特性主要有伏安特性、转移特性和开关特性。 IGBT 的伏安特性是指以栅源电压Ugs 为参变量时，漏极电流与栅极电压之间的关系曲线。输出漏极电流比受栅源电压Ugs 的控制，Ugs 越高，Id 越大。它与GTR 的输出特性相似．也可分为饱和区1 、放大区2 和击穿特性3 部分。在截止状态下的IGBT ，正向电压由J2 结承担，反向电压由J1结承担。如果无N+ 缓冲区，则正反向阻断电压可以做到同样水平，加入N+缓冲区后，反向关断电压只能达到几十伏水平，因此限制了IGBT 的某些应用范围。 IGBT 的转移特性是指输出漏极电流Id 与栅源电压Ugs 之间的关系曲线。它与MOSFET 的转移特性相同，当栅源电压小于开启电压Ugs(th) 时，IGBT 处于关断状态。在IGBT 导通后的大部分漏极电流范围内，Id 与Ugs呈线性关系。最高栅源电压受最大漏极电流限制，其最佳值一般取为15V左右。 IGBT 的开关特性是指漏极电流与漏源电压之间的关系。IGBT 处于导通态时，由于它的PNP 晶体管为宽基区晶体管，所以其B 值极低。尽管等效电路为达林顿结构，但流过MOSFET 的电流成为IGBT 总电流的主要部分。此时，通态电压Uds(on) 可用下式表示： Uds(on) ＝Uj1 ＋Udr ＋IdRoh 式中Uj1 —— JI 结的正向电压，其值为0.7 ～1V ；Udr ——扩展电阻Rdr 上的压降；Roh ——沟道电阻。
igbt工作原理及应用 绝缘栅双极型晶体管（IGBT）的保护 引言 绝缘栅双极型晶体管IGBT是由MOSFET和双极型晶体管复合而成的一种器件,其输入极为MOSFET,输出极为PNP晶体管,因此,可以把其看作是MOS输入的达林顿管。它融和了这两种器件的优点,既具有MOSFET器件驱动简单和快速的优点,又具有双极型器件容量大的优点,因而,在现代电力电子技术中得到了越来越广泛的应用。在中大功率的开关电源装置中,IGBT由于其控制驱动电路简单、工作频率较高、容量较大的特点,已逐步取代晶闸管或GTO。但是在开关电源装置中,由于它工作在高频与高电压、大电流的条件下,使得它容易损坏,另外,电源作为系统的前级,由于受电网波动、雷击等原因的影响使得它所承受的应力更大,故IGBT的可靠性直接关系到电源的可靠性。因而,在选择IGBT时除了要作降额考虑外,对IGBT的保护设计也是电源设计时需要重点考虑的一个环节。 1 IGBT的工作原理 IGBT的等效电路如图1所示。由图1可知,若在IGBT的栅极和发射极之间加上驱动正电压,则MOSFET导通,这样PNP晶体管的集电极与基极之间成低阻状态而使得晶体管导通;若IGBT的栅极和发射极之间电压为0V,则MOSFET截止,切断PNP晶体管基极电流的供给,使得晶体管截止 由此可知,IGBT的安全可靠与否主要由以下因素决定：
——IGBT栅极与发射极之间的电压; ——IGBT集电极与发射极之间的电压; ——流过IGBT集电极－发射极的电流; ——IGBT的结温。 如果IGBT栅极与发射极之间的电压,即驱动电压过低,则IGBT不能稳定正常地工作,如果过高超过栅极－发射极之间的耐压则IGBT可能永久性损坏;同样,如果加在IGBT集电极与发射极允许的电压超过集电极－发射极之间的耐压,流过IGBT集电极－发射极的电流超过集电极－发射极允许的最大电流,IGBT的结温超过其结温的允许值,IGBT都可能会永久性损坏。 2 保护措施 在进行电路设计时,应针对影响IGBT可靠性的因素,有的放矢地采取相应的保护措施。 2．1 IGBT栅极的保护 IGBT的栅极－发射极驱动电压VGE的保证值为±20V,如果在它的栅极与发射极之间加上超出保证值的电压,则可能会损坏IGBT,因此,在IGBT的驱动电路中应当设置栅压限幅电路。另外,若IGBT的栅极与发射极间开路,而在其集电极与发射极之间加上电压,则随着集电极电位的变化,由于栅极与集电极和发射极之间寄生电容的存在,使得栅极电位升高,集电极－发射极有电流流过。这时若集电极和发射极间处于高压状态时,可能会使IGBT发热甚至损坏。如果设备在运输或振动过程中使得栅极回路断开,在不被察觉的情况下给主电路加上
解析IGBT工作原理及作用 一、IGBT是什幺 ?IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，绝缘栅双极型晶体管，由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半 导体器件, 兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低，载流密度大，但驱动电流较大;MOSFET驱动功率很小， 开关速度快，但导通压降大，载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点，驱动功率小而饱和压降低。非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流 系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。 ?通俗来讲:IGBT是一种大功率的电力电子器件，是一个非通即断的开关，IGBT没有放大电压的功能，导通时可以看做导线，断开时当做开路。三大特点就是高压、大电流、高速。 ?二、IGBT模块 ?IGBT是Insulated Gate Bipolar Transistor（绝缘栅双极型晶体管）的缩写，IGBT是由MOSFET和双极型晶体管复合而成的一种器件，其输入极为MOSFET，输出极为PNP晶体管，它融和了这两种器件的优点，既具有MOSFET器件驱动功率小和开关速度快的优点，又具有双极型器件饱和压降 低而容量大的优点，其频率特性介于MOSFET与功率晶体管之间，可正常工 作于几十kHz频率范围内，在现代电力电子技术中得到了越来越广泛的应用，在较高频率的大、中功率应用中占据了主导地位。 ?IGBT的等效电路如图1所示。由图1可知，若在IGBT的栅极和发射极之 间加上驱动正电压，则MOSFET导通，这样PNP晶体管的集电极与基极之 间成低阻状态而使得晶体管导通；若IGBT的栅极和发射极之间电压为0V，
IGBT 驱动原理 目录 一、简介 二、工作原理 三、技术现状 四、测试方法 五、选取方法 简介： 绝缘栅双极晶体管IGBT 是第三代电力电子器件，安全工作，它集功率晶体管GTR 和功率场效应管MOSFET的优点于一身，具有易于驱动、峰值电流容量大、自关断、开关频率高 (10-40 kHz) 的特点，是目前发展最为迅速的新一代电力电子器件。广泛应用于小体积、高 效率的变频电源、电机调速、UPS 及逆变焊机当中。IGBT 的驱动和保护是其应用中的关 键技术。 1 IGBT 门极驱动要求 1.1 栅极驱动电压 因IGBT 栅极- 发射极阻抗大，故可使用MOSFET 驱动技术进行驱动，但IGBT 的输入电容较MOSFET 大，所以IGBT 的驱动偏压应比MOSFET驱动所需偏压强。图 1 是一个典型的例子。在+20 ℃情况下，实测60 A ，1200 V 以下的IGBT 开通电压阀值为 5 ～6 V ，在实际使用时，为获得最小导通压降，应选取Ugc ≥(1.5 ～3)Uge(th) ，当Uge 增加时，导通时集射电压Uce 将减小，开通损耗随之减小，但在负载短路过程中Uge 增加，集电极电流Ic 也将随之增加，使得IGBT 能承受短路损坏的脉宽变窄，因此Ugc 的选择不应太大，这足以使IGBT 完全饱和，同时也限制了短路电流及其所带来的应力( 在具有短路工作过程的设备中，如在电机中使用IGBT 时，+Uge 在满足要求的情况下尽量选取最小值，以提高其耐短路能力) 。
1.2 对电源的要求 对于全桥或半桥电路来说，上下管的驱动电源要相互隔离，由于IGBT 是电压控制器件，所需要的驱动功率很小，主要是对其内部几百至几千皮法的输入电容的充放电，要求能提供较大的瞬时电流，要使IGBT 迅速关断，应尽量减小电源的内阻，并且为防止IGBT 关断时产生的du/dt 误使IGBT 导通，应加上一个-5 V 的关栅电压，以确保其完全可靠的关断 ( 过大的反向电压会造成IGBT 栅射反向击穿，一般为-2 ～10 V 之间) 。 1.3 对驱动波形的要求 从减小损耗角度讲，门极驱动电压脉冲的上升沿和下降沿要尽量陡峭，前沿很陡的门极电压使IGBT 快速开通，达到饱和的时间很短，因此可以降低开通损耗，同理，在IGBT 关断时，陡峭的下降沿可以缩短关断时间，从而减小了关断损耗，发热量降低。但在实际使用中，过快的开通和关断在大电感负载情况下反而是不利的。因为在这种情况下，IGBT 过快的开通与关断将在电路中产生频率很高、幅值很大、脉宽很窄的尖峰电压Ldi/dt ，并且这种尖峰很难被吸收掉。此电压有可能会造成IGBT 或其他元器件被过压击穿而损坏。所以在选择驱动波形的上升和下降速度时，应根据电路中元件的耐压能力及du/dt 吸收电路性能综合考虑。 1.4 对驱动功率的要求 由于IGBT 的开关过程需要消耗一定的电源功率，最小峰值电流可由下式求出： I GP = △ U ge /R G +R g ； 式中△Uge=+Uge+|Uge| ；RG 是IGBT 内部电阻；Rg 是栅极电阻。 驱动电源的平均功率为： P AV =C ge △ Uge 2 f, 式中． f 为开关频率；Cge 为栅极电容。 1.5 栅极电阻 为改变控制脉冲的前后沿陡度和防止震荡，减小IGBT 集电极的电压尖峰，应在IGBT 栅极串上合适的电阻Rg 。当Rg 增大时，IGBT 导通时间延长，损耗发热加剧；Rg 减小时，di/dt 增高，可能产生误导通，使IGBT 损坏。应根据IGBT 的电流容量和电压额定值以及开关频率来选取Rg 的数值。通常在几欧至几十欧之间( 在具体应用中，还应根据实际情况予以适当调整) 。另外为防止门极开路或门极损坏时主电路加电损坏 IGBT ，建议在栅射间加入一电阻Rge ，阻值为10 k Ω左右。 1.6 栅极布线要求 合理的栅极布线对防止潜在震荡，减小噪声干扰，保护IGBT 正常工作有很大帮助。 a ．布线时须将驱动器的输出级和lGBT 之间的寄生电感减至最低( 把驱动回路包围的面积减到最小) ； b ．正确放置栅极驱动板或屏蔽驱动电路，防止功率电路和控制电路之间的耦合； c ．应使用辅助发射极端子连接驱动电路； d ．驱动电路输出不能和IGBT 栅极直接相连时，应使用双绞线连接(2 转/ cm) ； e ．栅极保护，箝位元件要尽量靠近栅射极。 1.7 隔离问题
?逆变焊机IGBT炸管的原因及保护措施 限于对开关器件及主电路结构工作原理的理解及检测手段的缺乏，大功率逆变焊机开关器件工作的可靠性是整机设计的重中之重，是国产IGBT焊机的返修率居高不下，不能大量推广的主要原因。希望各位高手能为指点一二。 1电压型PWM控制器过流保护固有问题 目前国内常见的IGBT逆变弧焊机PWM控制器通常采用T L494、SG3525等电压型集成芯片，电流反馈信号一般取自整流输出端。当输出电流信号由分流器检出电流与给定电流比较后，经比例积分放大器大，控制输出脉冲宽度。IGBT导通后，即使产生过电流，PWM控制电路也不可能及时关断正在导通的过流脉冲。由于系统存在延迟环节，过流保护时间将延长。 2电流型过流保护 电流型PWM控制电路反馈电流信号由高频变压器初级端通过电流互感器取得。由于电流信号取自变压器初级，反应速度快，保护信号与正在流过IGBT的电流同步，一旦发生过流，PWM 立即关断输出脉冲，IGBT获得及时保护。电流型PWM控制器固有的逐个脉冲检测瞬时电流值的控制方式对输入电压和负载变化响应快，系统稳定性好. 同意老兄的观点,在实际应用中电压型PWM确实占了大多数.但过流保护取样也可以从变压器初级取,通过互感线圈或霍尔传感器取得过流信号,比如控制3525的8脚.这点深圳瑞凌的焊机做的
不错,可以很好保护开关管过流. 如何通过检测手段判断一种逆变电源的主电路是否可靠,我认为可以从开关器件和主变压器的空载和负载状态下的电流电压波 形来分析.从而针对性的调整开关器件参数及过流过压缓冲元件参数以及高频变压器的参数,难点在于如何选择匹配. 其实用的都是很普通的元件，关键是线路设计和制作工艺精良才保证了品质，这台焊机在一家防盗门厂用了九年，每天两班16个小时在用，标称130A的小机器比现在标称200A的都好用，飞溅极少。电焊条都可以烧到4mm的，空载电压才48V而已。暂载率100％，重量也才10.5KG。当年我设计时是很保守的，光散热器就用了4.5KG，还有输入滤波电感，也有1.6KG重，对电网一点干扰都没有。 当时应用的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
第十一章IGBT系列焊机工作原理 一、功率开关管的比较 常用的功率开关有晶闸管、IGBT、场效应管等。其中，晶闸管（可控硅）的开关频率最低约1000次/秒左右，一般不适用于高频工作的开关电路。 1、效应管的特点： 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。 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。 图11.1 二、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。（高频变压器与低频变压器的比较见第三章《逆变弧焊电源整机方框图》。 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。 三、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。
IGBT的工作原理和工作特性 IGBT的开关作用是通过加正向栅极电压形成沟道，给PNP晶体管提供基极电流，使IGBT导通。反之，加反向门极电压消除沟道，流过反向基极电流，使IGBT关断。IGBT的驱动方法和MOSFET基本相同，只需控制输入极N一沟道MOSFET，所以具有高输入阻抗特性。当MOSFET的沟道形成后，从P+基极注入到N一层的空穴（少子），对N一层进行电导调制，减小N一层的电阻，使IGBT在高电压时，也具有低的通态电压。 IGBT的工作特性包括静态和动态两类： 1．静态特性 IGBT的静态特性主要有伏安特性、转移特性和开关特性。IGBT的伏安特性是指以栅源电压Ugs为参变量时，漏极电流与栅极电压之间的关系曲线。输出漏极电流比受栅源电压Ugs的控制，Ugs越高，Id越大。它与GTR的输出特性相似．也可分为饱和区1、放大区2和击穿特性3部分。在截止状态下的IGBT，正向电压由J2结承担，反向电压由J1结承担。如果无N+缓冲区，则正反向阻断电压可以做到同样水平，加入N+缓冲区后，反向关断电压只能达到几十伏水平，因此限制了IGBT的某些应用范围。 IGBT的转移特性是指输出漏极电流Id与栅源电压Ugs之间的关系曲线。它与MOSFET的转移特性相同，当栅源电压小于开启电压Ugs(th)时，IGBT处于关断状态。在IGBT导通后的大部分漏极电流范围内，Id与Ugs呈线性关系。最高栅源电压受最大漏极电流限制，
其最佳值一般取为15V左右。IGBT的开关特性是指漏极电流与漏源电压之间的关系。IGBT处于导通态时，由于它的PNP晶体管为宽基区晶体管，所以其B值极低。尽管等效电路为达林顿结构，但流过MOSFET的电流成为IGBT总电流的主要部分。此时，通态电压Uds(on)可用下式表示: Uds(on)＝Uj1＋Udr＋IdRoh （2－14） 式中Uj1——JI结的正向电压，其值为0.7～IV； Udr——扩展电阻Rdr上的压降；Roh——沟道电阻。 通态电流Ids可用下式表示： Ids=(1+Bpnp)Imos (2－15） 式中Imos——流过MOSFET的电流。 由于N+区存在电导调制效应，所以IGBT的通态压降小，耐压1000V 的IGBT通态压降为2～3V。IGBT处于断态时，只有很小的泄漏电流存在。 2．动态特性 IGBT在开通过程中，大部分时间是作为MOSFET来运行的，只是在漏源电压Uds下降过程后期，PNP晶体管由放大区至饱和，又增加了一段延迟时间。td(on)为开通延迟时间，tri为电流上升时间。实际应
igbt逆变器工作原理_igbt在逆变器中的作用 IGBT（绝缘栅双极型晶体管），是由BJT（双极型三极管）和MOS（绝缘栅型场效应管）组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低，载流密度大，但驱动电流较大;MOSFET驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小。 IGBT综合了以上两种器件的优点，驱动功率小而饱和压降低。非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。目前国内缺乏高质量IGBT模块，几乎全部靠进口。绝缘栅双极晶体管（IGBT）是高压开关家族中最为年轻的一位。由一个15V高阻抗电压源即可便利的控制电流流通器件从而可达到用较低的控制功率来控制高电流。 IGBT的工作原理和作用通俗易懂版：IGBT就是一个开关，非通即断，如何控制他的通还是断，就是靠的是栅源极的电压，当栅源极加+12V（大于6V，一般取12V到15V）时IGBT 导通，栅源极不加电压或者是加负压时，IGBT关断，加负压就是为了可靠关断。 IGBT没有放大电压的功能，导通时可以看做导线，断开时当做开路。 IGBT有三个端子，分别是G，D，S，在G和S两端加上电压后，内部的电子发生转移（半导体材料的特点，这也是为什么用半导体材料做电力电子开关的原因），本来是正离子和负离子一一对应，半导体材料呈中性，但是加上电压后，电子在电压的作用下，累积到一边，形成了一层导电沟道，因为电子是可以导电的，变成了导体。如果撤掉加在GS两端的电压，这层导电的沟道就消失了，就不可以导电了，变成了绝缘体。 IGBT的工作原理和作用电路分析版：IGBT的等效电路如图1所示。由图1可知，若在IGBT 的栅极和发射极之间加上驱动正电压，则MOSFET导通，这样PNP晶体管的集电极与基极之间成低阻状态而使得晶体管导通;若IGBT的栅极和发射极之间电压为0V，则MOSFET截止，切断PNP晶体管基极电流的供给，使得晶体管截止。 由此可知，IGBT的安全可靠与否主要由以下因素决定： --IGBT栅极与发射极之间的电压;
IGBT 的工作原理和工作特性 IGBT的开关作用是通过加正向栅极电压形成沟道，给PNP晶体管提供基极电流，使IGBT导通。反之，加反向门极电压消除沟道，流过反向基极电流，使IGBT 关断。IGBT的驱动方法和MOSFET基本相同，只需控制输入极N一沟道MOSFET，所以具有高输入阻抗特性。 当MOSFET的沟道形成后，从P+基极注入到N一层的空穴（少子），对N 一层进行电导调制，减小N一层的电阻，使IGBT在高电压时，也具有低的通态电压。
IGBT的工作特性包括静态和动态两类： 1．静态特性IGBT的静态特性主要有伏安特性、转移特性和开关特性。 IGBT的伏安特性是指以栅源电压Ugs为参变量时，漏极电流与栅极电压之间的关系曲线。输出漏极电流比受栅源电压Ugs的控制，Ugs越高，Id越大。它与GTR的输出特性相似．也可分为饱和区1、放大区2和击穿特性3部分。在截止状态下的IGBT，正向电压由J2结承担，反向电压由J1结承担。如果无N+缓冲区，则正反向阻断电压可以做到同样水平，加入N+缓冲区后，反向关断电压只能达到几十伏水平，因此限制了IGBT的某些应用范围。 IGBT的转移特性是指输出漏极电流Id与栅源电压Ugs之间的关系曲线。它与MOSFET的转移特性相同，当栅源电压小于开启电压Ugs(th)时，IGBT处于关断状态。在IGBT导通后的大部分漏极电流范围内，Id与Ugs呈线性关系。最高栅源电压受最大漏极电流限制，其最佳值一般取为15V左右。 IGBT的开关特性是指漏极电流与漏源电压之间的关系.IGBT处于导通态时，由于它的PNP晶体管为宽基区晶体管，所以其B值极低。尽管等效电路为达林顿结构，但流过MOSFET的电流成为IGBT总电流的主要部分。此时，通态电压Uds(on)可用下式表示 Uds(on)＝Uj1＋Udr＋IdRoh（2－14） 式中Uj1——JI结的正向电压，其值为0.7～IV；
（国内标准）IGBT逆变焊机与其他类焊机的区别
IGBT焊机 逆变和整流是俩个相反的概念，整流是把交流电变换为直流电的过程，而逆变则使把 直流电改变为交流电的过程，采用逆变技术的弧焊电源称为逆变焊机。逆变过程需要 大功率电子开关器件，采用绝缘栅双极晶体管IGBT作为开关器件的的逆变焊机成为I GBT逆变焊机。 逆变焊机的工作过程如下：将三相或单相工频交流电整流，经滤波后得到壹个较平滑 的直流电，由IGBT组成的逆变电路将该直流电变为几十KHZ的交流电，经主变压器 降压后，再经整流滤波获得平稳的直流输出焊接电流。 由于逆变工作频率很高，所以主变压器的铁心截面积和线圈匝数大大减少，因此，逆 变焊机能够于很大程度上节省金属材料，减少外形尺寸及重量，大大减少电能损耗， 更重要的是，逆变焊机能够于微妙级的时间内对输出电流进行调整，所以就能实现焊 接过程所要求的理想控制过程，获得满意的焊接效果。 IGBT逆变焊机和其他类焊机的区别 壹、和可控硅整流焊机的区别 1、可控硅整流焊机是将50HZ的交流电整流成直流电输出，通过改变可控硅的导通角来改变输出大小，输出波形不平滑，所以焊接效果不好，引弧及其他壹些控制功能差。 IGBT焊机是将交流电整流后，经过IGBT逆变，再经中频变压器降压，经过二次整流后输出，输出波形好，通过脉宽调制控制IGBT逆变器的导通时间改变输出的大小。引弧及推力电流易于控制。 2、可控硅整流焊机体积大，较为笨重，不便于搬运和移动，而IGBT焊机由于逆变频率高达20-30KHZ，所以变压器体积小，重量轻，易于搬运。 3、逆变焊机比整流焊机省电约30%左右。
IGBT管的结构与工作原理 1.IGBT的结构与工作原理图1所示为一个N 沟道增强型绝缘栅双极晶体管结构， N+ 区称为源区，附于其上的电极称为源极。N+ 区称为漏区。器件的控制区为栅区，附于其上的电极称为栅极。沟道在紧靠栅区边界形成。在漏、源之间的P 型区（包括P+ 和P 一区）（沟道在该区域形成），称为亚沟道区（ Subchannel region ）。而在漏区另一侧的P+ 区称为漏注入区（ Drain injector ），它是IGBT 特有的功能区，与漏区和亚沟道区一起形成PNP 双极晶体管，起发射极的作用，向漏极注入空穴，进行导电调制，以降低器件的通态电压。附于漏注入区上的电极称为漏极。 IGBT 的开关作用是通过加正向栅极电压形成沟道，给PNP 晶体管提供基极电流，使IGBT 导通。反之，加反向门极电压消除沟道，流过反向基极电流，使IGBT 关断。IGBT 的驱动方法和MOSFET 基本相同，只需控制输入极N一沟道MOSFET ，所以具有高输入阻抗特性。当MOSFET 的沟道形成后，从P+ 基极注入到N 一层的空穴（少子），对N 一层进行电导调制，减小N 一层的电阻，使IGBT 在高电压时，也具有低的通态电压。 2.IGBT 的工作特性 1.静态特性 IGBT 的静态特性主要有伏安特性、转移特性和开关特性。 IGBT 的伏安特性是指以栅源电压Ugs 为参变量时，漏极电流与栅极电压之间的关系曲线。输出漏极电流比受栅源电压Ugs 的控制，Ugs 越高， Id 越大。它与GTR 的输出特性相似．也可分为饱和区1 、放大区2 和击穿特性3 部分。在截止状态下的IGBT ，正向电压由J2 结承担，反向电压由J1结承担。如果无 N+ 缓冲区，则正反向阻断电压可以做到同样水平，加入N+缓冲区后，反向关断电压只能达到几十伏水平，因此限制了IGBT 的某些应用范围。 IGBT 的转移特性是指输出漏极电流Id 与栅源电压Ugs 之间的关系曲线。它与MOSFET 的转移特性相同，当栅源电压小于开启电压Ugs(th) 时，IGBT 处于关断状态。在IGBT 导通后的大部分漏极电流范围内， Id 与Ugs呈线性关系。最
IGBT逆变焊机与可控硅整流焊机的区别 IGBT逆变焊机电源是一种高性能、高效、省材的新型焊机电源,代表了当今焊机电源的发展方向。由于IGBT大容量模块的商用化,这种电源更有着广阔的应用前景。 它与可控硅整流焊机的区别如下： 1、可控硅整流焊机是将50HZ的交流电整流成直流电输出，通过改变可控硅的导通角来改变输出大小，输出波形不平滑，所以焊接效果不好，引弧及其他一些控制功能差。 IGBT逆变焊机电源大都采用交流-直流-交流-直流(AC-DC-AC-DC)变换的方法。50Hz 交流电经全桥整流变成直流，再经过IGBT逆变，将直流电逆变成20~30kHz的中频矩形波，中频变压器降压，经过二次整流后输出，成为稳定的直流，输出波形好，通过PWM脉宽调制或移相控制IGBT逆变器的导通时间，改变输出的大小。供电弧使用，引弧及焊接电流易于控制。 2、可控硅整流焊机体积大，较为笨重，不便于搬运和移动，而IGBT焊机由于逆变频率高达20~30kHz，所以变压器体积小，重量轻，易于搬运。 3、逆变焊机比可控硅整流焊机省电约30%左右。 4、IGBT逆变焊机控制及主电路较为简单，所以可靠性高，故障点少，易于维修。 5、IGBT控制技术已经非常成熟，是新一代逆变器的主流器件。但由于焊机电源的工作条件恶劣，频繁的处于短路、燃弧、开路交替变化之中，因此IGBT逆变式整流焊机电源的工作可靠性问题成为最关键的问题，也是用户最关心的问题。 6、对电网电压的波形影响： 电焊机是非线性用电设备。可控硅整流焊机的谐波产生的原因是由于整流本身有一个阀电压，在小于阀电压时，电流为零(如图所示)。为了提供平稳的直流电源输出，在电焊机中加入了储能元件（滤波电容和滤波电感），从而使阀电压提高，加激了谐波的产生量。为了控制焊机的输出电压和电流，在焊机中使用了可控硅，这使得电焊机的谐波污染更严重，而且谐波的次数比较低。 IGBT逆变焊机，在交流变直流过程中产生的谐波与上述的可控硅整流焊机一样，它在直流逆变成交流时又有逆变波形反射到交流电流，因此IGBT逆变焊机产生的谐波分量不仅有低次谐波，还有高次谐波(如图所示)。 虽然IGBT逆变焊机容量比上述可控硅整流焊机容量要小，但大量使用后，由于分布面广，数量多，谐波污染更加严重，因此它的谐波污染应引起足够关注。在电网中大量投运后，
IGBT的工作原理和作用以及IGBT管的检测方法 IGBT的工作原理和作用IGBT就是一个开关，非通即断，如何控制他的通还是断，就是靠的是栅源极的电压，当栅源极加+12V（大于6V，一般取12V到15V）时IGBT 导通，栅源极不加电压或者是加负压时，IGBT关断，加负压就是为了可靠关断。 IGBT没有放大电压的功能，导通时可以看做导线，断开时当做开路。 IGBT有三个端子，分别是G，D，S，在G和S两端加上电压后，内部的电子发生转移（半导体材料的特点，这也是为什么用半导体材料做电力电子开关的原因），本来是正离子和负离子一一对应，半导体材料呈中性，但是加上电压后，电子在电压的作用下，累积到一边，形成了一层导电沟道，因为电子是可以导电的，变成了导体。如果撤掉加在GS两端的电压，这层导电的沟道就消失了，就不可以导电了，变成了绝缘体。 IGBT的工作原理和作用电路分析IGBT的等效电路如图1所示。由图1可知，若在IGBT 的栅极和发射极之间加上驱动正电压，则MOSFET导通，这样PNP晶体管的集电极与基极之间成低阻状态而使得晶体管导通；若IGBT的栅极和发射极之间电压为0V，则MOSFET截止，切断PNP晶体管基极电流的供给，使得晶体管截止。 图1 IGBT的等效电路 由此可知，IGBT的安全可靠与否主要由以下因素决定： --IGBT栅极与发射极之间的电压； --IGBT集电极与发射极之间的电压； --流过IGBT集电极-发射极的电流； --IGBT的结温。 如果IGBT栅极与发射极之间的电压，即驱动电压过低，则IGBT不能稳定正常地工作，如果过高超过栅极-发射极之间的耐压则IGBT可能永久性损坏；同样，如果加在IGBT集电极与发射极允许的电压超过集电极-发射极之间的耐压，流过IGBT集电极-发射极的电流超过集电极-发射极允许的最大电流，IGBT的结温超过其结温的允许值，IGBT都可能
什么叫MOS管 mos管是非金属(metal)—氧化物(oxid)—导体(semiconductor)场效应晶体管，或者称是金属—绝缘体(insulator)—半导体。我们常说的场效应管，场管，MOS管都指的是同一类产品，现在我们焊机上常用的MOS管一般为东芝，富士，IR等厂家生产 什么叫IGBT IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，绝缘栅双极型晶体管，是由BJT(双极型三极管)和MOS绝缘栅型场效应管组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件, 兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低，载流密度大，但驱动电流较大;MOSFET驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点，驱动功率小而饱和压降低。我们常见的IGBT又分单管和模块两种，单管的外观和MOS管有点相像，常见生产厂家有富士，仙童等，模块的产品一般内部封装了数个单的IGBT，内部联接成适合的电路，常用的生产厂家有西门子（欧派克，英飞凌），西门康，大卫，三菱，东芝，富士等 功率开关管的比较 常用的功率开关有晶闸管、IGBT、场效应管等。其中，晶闸管（可控硅）的开关频率最低约1000次/秒左右，一般不适用于高频工作的开关电路。 1、效应管的特点： 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。 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，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。 图12.1
IGBT IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor)，绝缘栅极型功率管，是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式电力电子器件。应用于交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。 IGBT是强电流、高压应用和快速终端设备用垂直功率MOSFET的自然进化。由于实现一个较高的击穿电压BVDSS需要一个源漏通道，而这个通道却具有很高的电阻率，因而造成功率MOSFET具有RDS(on)数值高的特征，IGBT消除了现有功率MOSFET 的这些主要缺点。虽然最新一代功率MOSFET器件大幅度改进了RDS(on)特性，但是在高电平时，功率导通损耗仍然要比IGBT技术高出很多。较低的压降，转换成一个低VCE(sat)的能力，以及IGBT的结构，同一个标准双极器件相比，可支持更高电流密度，并简化IGBT驱动器的原理图。IGBT基本结构见图1中的纵剖面图及等效电路。 导通 IGBT硅片的结构与功率MOSFET的结构十分相似，主要差异是IGBT增加了P+基片和一个N+缓冲层(NPT-非穿通-IGBT技术没有增加这个部分)。如等效电路图所示(图1)，其中一个MOSFET驱动两个双极器件。基片的应用在管体的P+和N+区之间创建了一个J1结。 当正栅偏压使栅极下面反演P基区时，一个N沟道形成，同时出现一个电子流，并完全按照功率MOSFET的方式产生一股电流。如果这个电子流产生的电压在0.7V范围内，那么，J1将处于正向偏压，一些空穴注入N-区内，并调整阴阳极之间的电阻率，这种方式降低了功率导通的总损耗，并启动了第二个电荷流。最后的结果是，在半导体层次内临时出现两种不同的电流拓扑：一个电子流(MOSFET电流)；空穴电流(双极)。 关断 当在栅极施加一个负偏压或栅压低于门限值时，沟道被禁止，没有空穴注入N-区内。在任何情况下，如果MOSFET电流在开关阶段迅速下降，集电极电流则逐渐降低，这是
IGBT工作原理及应用 1 IGBT的工作原理IGBT的等效电路如图1所示。由图1可知,若在IGBT的栅极和发射极之间加上驱动正电压,则MOSFET导通, 这样PNP晶体管的集电极与基极之间成低阻状态而使得晶体管导通;若IGBT的栅极和发射极之间电压为0V,则MOSFET截止,切断PNP晶体管基极电流的供给,使得晶体管截止由此可知,IGBT的安 全可靠与否主要由以下因素决定：IGBT栅极与发射极之间的电压;IGBT集电极与发射极之间的电压;流过IGBT集电极－发射极的电流;IGBT的结温。如果IGBT栅极与发射极之间的电压,即驱动电压过低,则IGBT不能稳定正常地工作,如果过高超过栅极－发射极之间的耐压则IGBT可能永久性损坏;同样,如果加在IGBT集电极 与发射极允许的电压超过集电极－发射极之间的耐压,流过IGBT 集电极－发射极的电流超过集电极－发射极允许的最大电流,IGBT 的结温超过其结温的允许值,IGBT都可能会永久性损坏。2 保护措施在进行电路设计时,应针对影响IGBT可靠性的因素,有的放矢地采取相应的保护措施。 2、1 IGBT栅极的保护IGBT的栅极－发射极驱动电压VGE的保证值为±20V,如果在它的栅极与发射极之间加上超出保证值的 电压,则可能会损坏IGBT,因此,在IGBT的驱动电路中应当设置栅压限幅电路。另外,若IGBT的栅极与发射极间开路,而在其集电极与发射极之间加上电压,则随着集电极电位的变化,由于栅极与集
电极和发射极之间寄生电容的存在,使得栅极电位升高,集电极－发射极有电流流过。这时若集电极和发射极间处于高压状态时,可能会使IGBT发热甚至损坏。如果设备在运输或振动过程中使得栅极回路断开,在不被察觉的情况下给主电路加上电压,则IGBT就可能会损坏。为防止此类情况发生,应在IGBT的栅极与发射极间并接一只几kΩ的电阻,此电阻应尽量靠近栅极与发射极。如图2所示。由于IGBT是功率MOSFET和PNP双极晶体管的复合体,特别是其栅极为MOS结构,因此除了上述应有的保护之外,就像其他MOS 结构器件一样,IGBT对于静电压也是分敏感的,故而对IGBT进行装配焊接作业时也必须注意以下事项：在需要用手接触IGBT前,应先将人体上的静电放电后再进行操作,并尽量不要接触模块的驱动端子部分,必须接触时要保证此时人体上所带的静电已全部放掉;在焊接作业时,为了防止静电可能损坏IGBT,焊机一定要可靠地接地。IGBT在不间断电源的应用、2、2 集电极与发射极间的过压保护过电压的产生主要有两种情况,一种是施加到IGBT集电极－发射极间的直流电压过高,另一种为集电极－发射极上的浪涌电压过高。 2、2、1 直流过电压直流过压产生的原因是由于输入交流电源或IGBT的前一级输入发生异常所致。解决的办法是在选取IGBT 时,进行降额设计;另外,可在检测出这一过压时分断IGBT的输入,保证IGBT的安全。
IGBT模块工作原理以及检测方法 IGBT模块简介 IGBT 是Insulated Gate Bipolar Transistor （绝缘栅双极型晶体管）的缩写，IGBT 是由MOSFE和双极型晶体管复合而成的一种器件，其输入极为MOSFET输出极为PNP晶体管，它融和了这两种器件的优点，既具有MOSFE器件驱动功率小和开关速度快的优点，又 具有双极型器件饱和压降低而容量大的优点，其频率特性介于MOSFE与功率晶体管之间， 可正常工作于几十kHz频率范围内，在现代电力电子技术中得到了越来越广泛的应用，在较高频率的大、中功率应用中占据了主导地位。 IGBT的等效电路如图1所示。由图1可知，若在IGBT的栅极G和发射极E之间加上驱动正电压，则MOSFE导通，这样PNP晶体管的集电极C与基极之间成低阻状态而使得晶体管导通；若IGBT的栅极和发射极之间电压为0V,则MOS截止，切断PNP晶体管基极电 流的供给，使得晶体管截止。IGBT与MOSFE一样也是电压控制型器件，在它的栅极G-发射极E间施加十几V的直流电压，只有在uA级的漏电流流过，基本上不消耗功率。 图1 IGBT的等效电路 2 IGBT模块的选择 IGBT模块的电压规格与所使用装置的输入电源即试电电源电压紧密相关。其相互关系见下表。使用中当IGBT模块集电极电流增大时，所产生的额定损耗亦变大。同时，开关 损耗增大，使原件发热加剧，因此，选用IGBT模块时额定电流应大于负载电流。特别是用 作高频开关时，由于开关损耗增大，发热加剧，选用时应该降温等使用。 3使用中的注意事项 由于IGBT模块为MOSFE结构，IGBT的栅极通过一层氧化膜与发射极实现电隔离。由于 此氧化膜很薄，其击穿电压一般达到20?30V。因此因静电而导致栅极击穿是IGBT失效的常见原因之一。因此使用中要注意以下几点： 1. 在使用模块时，尽量不要用手触摸驱动端子部分，当必须要触摸模块端子时，要先ffl 1 iUBT的需戰电曙
IGBT逆变电焊机工作原理及输出特性 本机采用三相交流380V电压经三相桥式整流、滤波后供给以新型IGBT为功率开关器件的逆变器进行变频（20KC）处理后，由中频变压器降压，再经整流输出可供焊接所需的电源，通过集成电路构成的逻辑控制电路对电压、电流信号的反馈进行处理，实现整机闭环控制，采用脉宽调制PWM为核心的控制技术，从而获得快速脉宽调制的恒流特性和优异的焊接工艺效果。 NBC系列CO2气体保护焊机NBC-630 逆变式NBC系列CO2气体保护焊机分为普通型和数字化两种类型，包括250A、350A、500A、630A几种，用于焊接低碳钢、合金钢等。 主要特点 采用波形控制技术，改善成形，降低飞溅； 电流电压连续可调，调节范围宽；
负载持续率高，可长时间连续焊接； 焊接变形小，焊缝成形好；慢送丝引弧，引弧容易，成功率高； 收弧时具有消球功能； 焊接熔敷率高； 软开关变换，整机效率高； 无源功率因数校正技术，功率因数高； 高频逆变，体积小，重量轻； 数显表头，焊接参数可精确预置； 适用实芯／药芯焊丝； 提供常规电流值、电压值匹配方案，方便操作人员调节； X型机具有下降特性，兼具手弧焊、碳弧气刨功能； z型机具有下降特性，兼具手弧焊、碳弧气刨功能，且电弧稳定性强，特别适用于全位置自动焊接(此焊机需另配全自动焊送丝、行走控制系统)。 慢送丝引弧，引弧容易，成功率高； 收弧时具有消球功能； 焊接熔敷率高； 软开关变换，整机效率高； 无源功率因数校正技术，
产 品 普通车床 名 称 产 品 CA6140A 型 号 产 品 Φ400×2000 规 格 相 关 配 件 加 入 收 藏 产 本系列车床适用于车削内外圆柱面，内锥面及其它旋转面。车削各种公制、英制、模数和品