半桥IGBT在焊机应用中的选型与负载持续率分析

"这篇文档是Fairchild Semiconductor Corporation发布的应用笔记AN-9742，主要讨论了半桥IGBT技术在焊机功率器件选型中的应用。文档详细介绍了半桥变换器在低压/大电流DC-ARC焊机中的优势和使用情况，并提供了焊机输出电压的计算方法以及负载持续率的概念和计算方式。此外，还提到了焊机可焊接的材料种类及其对电流需求的影响。" 在半桥IGBT技术中，半桥变换器是一种常见的拓扑结构，特别是在230A以下容量的焊机中，因为它具有较小的波形因数，能有效减少系统体积并提高效率。尽管与全桥拓扑相比，半桥变换器可能需要更多的变压器绕线和更大的逆变器电流容量，但其功率器件的需求较少，这在某些应用中可能是更经济且实用的选择。 焊机的输出电压可以通过特定公式计算，如二氧化碳焊机的输出电压为0.04倍交流电流（IAC）加上一个固定的偏置值。例如，对于200A的电流，输出电压将是23V。负载持续率是衡量焊机在最大输出时可持续运行的时间比例，它是焊机设计的重要参数。例如，60%负载持续率的140A焊机意味着在10分钟内，焊机可以连续工作6分钟而不致过热或损坏。 焊机的允许负载持续率不仅取决于实际输出电流，还受温度影响。如果焊接电流小于额定输出，焊机内部产生的热量减少，可以允许更高的负载持续率。例如，140A焊机在焊接只需100A电流的3.2焊条时，实际负载持续率可超过78.4%。然而，必须注意保持焊机的温度在安全范围内，避免过热，以确保其长期稳定运行。 此外，不同类型的焊机适用于焊接不同种类的材料。例如，二氧化碳焊机常用于低碳钢和高张力钢的焊接，而使用惰性气体（如氦+氩）的焊机则适合焊接铝、不锈钢和铝合金等材料。 半桥IGBT技术在焊机设计中扮演着关键角色，它能提供高效的能量转换并简化系统设计。正确选择和应用IGBT和相关二极管对于实现焊机的最佳性能至关重要。这篇应用笔记提供了实际的选型指南，有助于工程师在实际项目中进行决策。