性能优化，电焊机中的IGBT迎来春天

由于功率开关性能的不断提升优化，使得逆变技术应用于焊机的设计在这近二十年内得到了巨大的进步，并奠定了在行业中的地位。过去几年，由于减小体积、提高功率等要求，逆变焊接技术也正式从晶闸管逆变焊机进一步发展到了 IGBT 逆变焊机。相比于传统的晶闸管逆变焊机，IGBT逆变焊机具有高效、节能、体积小、重量轻、焊接工艺性能优良、产品性价比高等特点。目前国内焊机制造产厂商大都已经转向生产 IGBT 逆变焊机，从而IGBT 逆变焊机越来越占据主导地位。

目前市面上主要拓扑形式有单管正激、双管正激、半桥式逆变、H桥逆变。下面就主流的拓扑形式做简要介绍。

1、H桥逆变焊机

图1：H桥式逆变焊机原理框图

由图1可见逆变部分是由4个IGBT功率管组成，每个功率管相对于半桥或者单端正激功率可以做的更大，但上下桥臂直通的风险和偏磁现象。偏磁现象是由于功率管开关时间存在差异，经过一段时间累积使变压器单线偏磁直至饱和。

2、单管正激焊机

由图2所示是单管正激焊机是由一个IGBT用于一次侧的电流控制，其主要特点为：功率器件少、不会出现功率管直通现象、易于保护。但由于变压器工作于一个象限内，功率难以做到很高。

图2：单管正激焊机原理框图

针对上述情况，全球领先的半导体厂商RENESAS推出针对焊机应用场合的IGBT ：RJH60F7x。下图所示为RJH60F7DPQ-A0的封装和管脚定义，封装采用TO-247A。目前，该款产品已由世强备货并大量广泛使用。

图3：RJH60F7DPQ-A0封装和管脚定义

RJH60F7DPQ-A0主要参数：

集电极-发射极电压：VCEs=600V

栅极-发射极电压：VGES=±30 V

集电极电流：IC=90A@TC=25℃；IC=50A@TC=100℃

最大功耗：PC=328.9W

结温：Tj=150℃

反向二极管承受的脉冲电流：IPEAK=100A

快速开关时间：tf=74ns (IC = 30 A, VCE = 400 V, VGE = 15 V, Rg = 5 , Ta = 25℃, 感性负载)