HOMSEMI MOSFET基于100KHz逆变焊机的应用评测
中心议题:
本逆变焊机由香港凯泰科电子有限公司（KEYTECH）和成启半导体(HOMSEMI)合作开发，逆变频率在100KHz以上。由于本逆变焊机的工作频率为100KHz以上，可以对熔滴过渡细分为多个阶段进行控制。对CO2气体保护焊来讲，本方案可以大幅度降低飞溅。对脉冲熔化极惰性/活性气体保护焊(MIG/MAG)，本方案可有效地控制射流过渡的稳定性，还可以将熔滴过渡和送丝机构的运动结合起来，进行一步控制熔滴过渡的过程。这些是传统整流焊机无法做到的。传统焊机中变压器的重量占了焊机重量的80%以上，逆变焊机中变压器重量是焊机重量的1/5--1/10。逆变焊机重量是同容量整流焊机的1/2--1/4。
焊机是一个特殊的电源，输出负载是电弧，有空载，短路的过程，焊接电源必须满足焊接过程稳定性的要求。在许多场合下，焊接过程由人来完成，电源输出端经常要接触到人的身体，所以在焊接电源除满足焊接过程的要求外，还要满足人身的安全要求。以国内市电为例，输入220V交流电经整流后，变成310V左右的高压直流电，经逆变器变成高频交流，经变压器降压，整流滤波后变成平滑直流电供焊机使用。在焊接铝，镁等金属时需要交流电弧，还需要再加二次逆变环节，将直流变为交流，产生交流电弧，完成焊接过程。
本逆变焊机方案采用纯硬件结构，主控芯片选用FAIRCHILD公司的电源IC KA3525 驱动12个成启半导体(HOMSEMI)大功率MOSFET HS20N50。 桥式逆变电路由4*3个HS20N50和变压器组成，变压器一次回路中串联隔直电容来校正变压器的磁偏。
早期的逆变焊机中功率开关器件采用晶闸管，逆变频率为2--3KHz，变压器铁心采用硅钢片，本机采用成启半导体(HOMSEMI)MOSFET，逆变频率为100KHz以上，主变压器铁心采用微晶铁心和铁氧体。主变压器介电强度和绝缘电阻均满足国标要求，有理想的短路电流控制特性。
方案优势
- 体积小重量轻
- 节能
- 可实现熔滴过度的精细控制
HS20N50：
- HOMSEMI PLANNAR MOSFET
- VDS：500V
- ID：20A
- 针对逆变焊机应用优化
图1：逆变焊机原理框图
图2：逆变焊机主控电路原理图
逆变气保焊（NB系列）控制电路的特点
1，对其送丝机上的给定系统（电压、送丝速度）进行了线性化处理，杜绝了小规范难以调整的缺陷。
2，对系统解调后的电压、送丝（电流）速度给定信号进行了同步精密整流处理，消除了此类焊机大规范长线（收弧）情况下给定信号被干扰的现象。
3，优化了波形控制电路，大大减小了短路过渡下的焊接飞溅，从而提高了焊接质量。
IGBT在焊机中的应用
随着IGBT技术的成熟，其在焊机的应用中越来越广泛。IGBT即双极型绝缘效应管，其开关频率在20KHZ~50KHZ之间。但它可以通过大电流（单管可达60A），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；同时IGBT与场效应管相比具有更低的导通压降，在大电流使用环境下IGBT发热量更小，所以IGBT特别适合应用在大功率逆变焊机。广州成启半导体已经启动IGBT发展战略，将联合上下游厂商开发出越来越多的IGBT器件。
关于成启半导体
广州成启半导体有限公司（HOMSEMI）是研发和生产功率半导体（MOSFET、IGBT）的一家高新科技企业，其经营特点是产品均与应用方案结合，针对具体不同的应用进行参数的匹配和优化。
香港凯泰科电子有限公司（KEYTECH）：专注于功率电子元件的发展应用，特别在逆变焊机的应用中积累了深厚的经验，可根据客户需求设计逆变焊机方案并提供模板。
