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高速/高效化焊接是现代焊接的发展方向 |
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| http://cn.newmaker.com
11/17/2005 9:22:00 AM
佳工机电网
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高速和高效化焊接是现代焊接的发展方向，是实现现代化焊接的必由之路。数字化焊机是高效焊接和焊接自动化焊接的基础。数字化作为数字信号处理技术与弧焊工艺结合的产物，引起了业内人士的广泛关注。数字化焊接的概念及其特点、数字化焊机的实现方式及数字化焊机对整个焊接生产工艺起着一定的推动作用。同时也推动着焊接行业的最重要的基础---功率半导体技术的发展，高品质，高可靠性的功率电子的代表产品----IGBT其技术，也是推陈出新，日新月异。作为功率电子的超重量级的代表---德国赛米控为焊接行业的三驾马车：唐山松下,山东奥太,北京时代---他们现代焊接技术按上了飞翔之翼。
数字化焊机技术主要包括三个方面：
主电路的数字化，即从模拟式焊接电源到开关式焊接电源、逆变式焊接电源主电路，发展到现在大量应用的是IGBT、MOSFET或双极性晶体管式弧焊逆变器。而且涉及的焊接方法和材料范围越来越广，功率越来越大，相对体积越来越小。
控制电路的数字化，这方面的技术应用发展是非常快的。就控制系统的结构而言，数字化焊接电源的控制部分由单片机和DSP（数字信号处理器）共同构成，对给定信号流、参数反馈流和网压信号流作综合处理与运算、控制，达到焊接电源的数字化、信息化、柔性化的控制。
驱动电路是任何电力电子系统解决方案中的核心部分。赛米控公司提出的SKYPER概念为不同的IGBT模块和控制器之间提供了一个灵活且可扩展的接口。
赛米控公司定义了一种新的、面向未来的驱动电路与控制器之间的接口方式，以满足各种要求。所有信号都有明确的定义和非常特定的功能。最重要的是其使用简单。接口信号的排列方式能使其逻辑连接关系划分为不同的组。插针上信号的安排反映了这些组的划分。尽管该接口包含了可扩展驱动电路要求的所有特性，但驱动电路本身也可以仅用非常少的基本信号（TOP, BOT, HALT）来实现控制。
该驱动电路的核心是基于赛米控公司开发的单片式驱动专用集成电路。图2画出了相应的框图。该IC集成了短脉冲抑制、脉冲整形、欠压监测、故障检测、存储和输出、互锁、DC/DC变换器驱动电路等功能。
SEMiX功率模块驱动方案包括一个连接特定模块的过渡线路板与标准版本或高级版本的通用驱动核心。驱动核心和过渡板采用即插式连接，这样就得到一个智能功率模块。SKYPER具有完整的功率终端，可以驱动SEMiXIGBT模块。根据驱动的功率半导体器件不同，开关频率可达20kHz，其占空比可以任意调节。改变过渡板上的栅极电阻值就能实现驱动不同的模块。
SEMiX和SKYPER－组合式IPM方案
传统的功率范围为2kW～10kW的IPM（智能功率模块）方案是以模块内集成了驱动电路为特点的。这些驱动电路使用了诸如电平转移线路的准电位隔离而非真正的电气隔离。而对于10kW以上的功率范围来说，虽然也存在集成了驱动电路的功率模块方案，但其不足之处在于他们根本没有电气隔离，这意味着需要增加外部电气隔离，还必须开发一个接口板和电源板。
在组合式IPM中驱动电路并不是一个固定的集成部件，相反，驱动部件安装在功率模块上，形成了所谓的智能系统。与传统的IPM方案不同，基于SEMiX平台的SKYPER（用于组合式IPM的驱动电路）集成了能实现完全电气隔离的部件（DC/DC变换器和脉冲变压器）。
一个安装在SEMiX3半桥模块上的SKYPER。装配时不需要进行任何的焊接、电缆跨接或插针连接。相反，SEMiX的弹簧触点与公认的触接技术被应用于SKYPER与SEMiX3模块的电气连接，再加上一块合适的过渡板就形成了一个六管封装的IPM。由于驱动简单，且驱动电路的核心可适用于任何IGBT平台（例如SEMITRANS、 SEMiX），赛米控公司的这种驱动方案是由在全球超过50家分公司的SEMIKRON应用工程师团队提供技术支持的一种出色的电力电子解决方案。
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