【应用】5000V隔离电流传感器让逆变焊机系统更精准可靠
目前主流的逆变焊机都是采用双闭环控制系统。所谓双闭环就是电流环和电压环，一般内环为电流环，外环为电压环，电流环的作用是反馈电流信号传给电流传感器，电压环的闭环控制是将电压信号反馈给电压传感器。如下图1所示，就是一个基本的逆变焊机框图。
图1：逆变焊机的工作框图
逆变焊机工作流程：先将220V/50Hz的电压进行整流滤波，变成直流后给后端的逆变器提供大约310V左右的母线电压；经过逆变器后，使用大功率的IGBT和门极驱动将直流电压转换成交变的电压，再通过中频变压器降压成适合焊接的电压，最后进行整流和滤波，得到直流焊接输出。由于过程中还包含控制电路和反馈回路，所以能够获得焊接工艺所需要的电压电流特性。
图2：逆变焊机的主拓扑电路图
如上图2所示为逆变焊机的主电路图，该电路是由一个整流加逆变再次整流得到所需的电压电流，而且为了实现闭环控制，输出的电压和电流必须要有传感器配合。在逆变焊机的系统中，经过整流后的直流母线电压达到310V以上，但电网波动在实际工况的条件下，电压有可能还会比310V更高，对于控制系统属于高压，因此需要采取强电和弱电的隔离措施，包括电压反馈和电流反馈。
对于电流反馈来说，其作用是确保输出电流的稳定，满足焊接工艺所需要的电压电流特性。电流反馈要求精确测量、快速反应、有效控制、安全隔离和可靠保障。而SILICON LABS的电流传感器Si8920芯片采用电容隔离原理，就非常适合用在逆变焊机的电流反馈场合。如下图3所示是Si8920系列的典型应用电路图。
图3：Si8920系列应用电路图
Si8920系列的Si8920BD-IS型号的电流传感器，除了电容隔离原理这一点外，其主要特性也完全满足逆变焊机电流反馈的需求：
1）差分输入电压信号，电压幅值为-200mV到200mV，可提供高测量精度；
2） 低至0.75μs的信号延时，高达75 kV/μs的共模瞬态抑制，快速反馈、抗干扰能力强；
3）输入和输出增益为8.1，增益误差小于0.5%，精确控制；
4）输出为差分输出，有效地降低共模干扰，提高电流采样精度；
5）输入输出工作隔离电压为1200V，以及每分钟5000V的隔离等级，安全隔离、可靠保障；
6）紧凑的封装：16-pin wide body SOIC；
7）工作温度范围：–40°C to 125°C，适用恶劣环境；
8）通过AEC-Q100认证，汽车级认证，可靠保障。
结语
Si8920隔离电流传感器非常适合用在逆变焊机上，能为逆变焊机提供更精准的电流环路控制，使得焊机系统更加稳定。
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