"Прямо" мостовые сварочники

• Автор исследовал 30 схем сварочных инверторов и пришёл к неутешительным выводам о их надёжности.  

• Большинство моделей используют IGBT в качестве силовых ключей.  

• Лекция посвящена драйверам IGBT для полумостовой и мостовой схем.  

• Применяются три топологии: полумост, полный мост и двухключевой прямоход.  

• IGBT управляются драйверами с изолирующим трансформатором, схемы которых часто неудачные.  

• Китайские производители копируют схемы без понимания принципа управления силовыми полупроводниковыми приборами.  

• Мост состоит из двух полумостов и имеет вдвое более высокое выходное напряжение.  

• Главная особенность — последовательное соединение IGBT и их поочерёдное переключение.  

• Необходимо мёртвое время Dead Time, когда оба ключа закрыты одновременно.  

• Мёртвое время предотвращает прострел shoot through и выход IGBT из строя.  

• Пример неправильного управления с перекрытием управляющих импульсов показывает, что ток через каждый IGBT может достичь 1300 А.  

• IGBT состоит из полевого и биполярного транзисторов, что приводит к медленному запиранию и токовому хвосту.  

• Из-за этих особенностей IGBT не используется при высокой частоте переключения выше 330 кГц.  

• Время задержки выключения IGBT значительно больше времени задержки включения.  

• Минимальное мёртвое время должно быть не менее 1,5 микросекунд.  

• Двухтактные SHIM-контроллеры обеспечивают мёртвое время только во время разряда частотно задающего конденсатора.  

• IGBT чувствителен к эффекту Миллера, который вызывает всплески напряжения между затвором и эмиттером.  

• Для предотвращения микропрострелов требуется отрицательное смещение на затворах.  

• Большинство драйверов не обеспечивают отрицательное смещение на затворах, что снижает надёжность инвертора.  

• Индуктивность рассеяния трансформатора имеет решающее значение для работы драйвера.  

• Автор предлагает собственную схему драйвера с отрицательным смещением и нечувствительностью к индуктивности рассеяния.  

• Схема содержит два двухобмоточных трансформатора и разделительные конденсаторы.  

• Снаббер D4R4 активно подавляет звон, вызванный индуктивностью рассеяния.  

• Параметры драйвера идеальны: размах напряжения на затвор от -6,5 до +15 вольт, крутые фронты и плоские вершины.  

• Возбуждение драйвера производится от ШИМ-контроллера, например, UC1846.  

• Схема применяется более 20 лет в тяговых инверторах до сотен киловатт и никогда не подводила.  

• Анонс следующей лекции о драйверах косых мостов в сварочных инверторах.  

• Благодарность за внимание и прощание.