电镀电源改成100A铝焊机的心得

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电镀电源改成100A铝焊机的心得
 

主电路还是老一套,因为容量小,才用了4只IRF360(25A/400V)作为全桥四臂,反馈取样都还是一样,主变取TDK/EI70磁心,整流管取IR的肖特基管400A/100V,全波整流。工作频率110KHz。
所不同的是输出滤波电感量很大,达120微亨。二次逆变采用全桥输出,开关管选择IXYS公司的场效应管IXFN75N10,每臂6只。满载压降仅为1.3V,因此散热器不太大。

 控制采用UC3825,直接驱动脉冲变压器的100A铝焊机,是交直流方波输出的,电压为12V,电流为200A,调制频率400-1500Hz。

为什么要使用低压场效应管全桥作为二次逆变?而不是通常的半桥IGBT逆变?
这是因为:

1. 从静态功耗上计算,尽管低压场效应管全桥是两管串联导通,但是低压场效应管导通电阻极低,相比之下压降还是比IGBT要低。另外,低压场效应管全桥只须全波整流即可,少了一个二极管压降。不仅如此,还采用了比正常电压高得多的驱动电压,达18V,正常情况下,场效应管只须7V左右就可以了。但是要知道低压场效应管和高压场效应管是有区别的,他们的导通电阻成分比例不一样。低压的主要是沟道电阻高压的主要是体电阻,沟道电阻是会随着VGS的升高而持续降低。

2.场效应管的可靠性并非IGBT能比拟。

3.由于一次逆变输出无滤波电容,所以二次逆变如果采用IGBT半桥将会使电感电流无处释放,换向时就会产生高压,此高压会击穿整流管,为防止此类事情发生不得不采用容量很大的RC吸收回路,还必须限制电感量,整机效率显著下降。低压场效应管全桥就不会有这种情况,他可以采用换向时四管同时瞬间导通的方法提供电流通道(延长驱动脉宽,使两路脉冲短时间重叠),因此不会有高压产生。同时保持了电流的连续性。这点对电镀来说没甚么特别好处,但是如果是用于焊接就不一样了,换向瞬间将会在工件和焊枪之间产生高压,此高压会起到自动维弧的作用。

4.场效应管驱动简单,这里采用了四枚东芝的TLP250,拆机的才1.9/只。单电源供电即可。

5.低压场效应管全桥可使用无限制的滤波电感和无限长的焊接电缆。上贴说过,过小的电感,包括电感饱和将会发生断弧,但是由于可以使用大电感和换向高压维弧使得本电路在焊接电流仅6A的时候还是可以进行完美的焊接。

使用100V耐压的低压场效应管可以用于任何规格的方波铝焊机,理论上讲他可以承受200V的输入,就算是630A铝焊机空载电压也不过70V左右,还有很大余量。全桥二次逆变只需要单电源而不是象IGBT半桥那样必须使用正负电源。
诸位可以用400A手工焊机和低压场效应管全桥进行组合,就可以轻松得到400A方波铝焊机。

注意:方波调制电路的启动必须由焊接电流来自动触发和维持,一旦电流消失就必须立刻停止。也就是说,工作过程应该为:输出单向电压-起弧-调制开-方波焊接-全停止。
本机也有缺点,就是场效应管过多增加了装配难度(成本不见得高)。另外就是输出必须采用四端子,他没有公共端。四端子就可以跳开二次逆变直接输出,效率较高。

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