如何利用高频、低延迟隔离驱动实现便携工业焊机？

时间： 2019-08-30 来源：世强

技术问答

随着目前电气化工程和船舶制造等行业的发展，电焊技术已得到广泛应用，电焊机也成为工程中必备的工程工具，目前最常用的就是逆变焊机。它的工作原理大致是：将三相或单相工频交流电整流，经滤波后得到一个较平滑的直流电，由IGBT组成的逆变电路将该直流电变为几十千赫兹的交流电，经主变压器降压后，再经整流滤波获得平稳的直流输出焊接电流。半桥控制的逆变焊机逆变部分电路如下：

图1：逆变焊机功率拓扑图

逆变电焊机其中一个重要的特点是，随着逆变工作频率的提高，主变压器的铁心截面积和线圈匝数将大大减少，可以在很大程度上节省金属材料，减少外形尺寸、重量以及电能损耗。另一更重要的特点是，逆变焊机需要在微秒级的时间内对输出电流进行调整，以便实现焊接过程所要求的理想控制过程，达到满意的焊接效果。这就对逆变电焊机的驱动控制电路有比较高的要求：高频控制，响应速度快。

目前，在逆变焊机的驱动控制应用中大多采用了磁耦的隔离驱动方式，大致应用如图2所示。整个隔离驱动由分立器件组成，变压器实现信号隔离，推挽放大IC提供驱动能力输出，从而实现IGBT/MOSFET的隔离驱动。虽然变压器隔离的信号传输速度快，但它的体积较大，不易实现小型化，同时电路复杂，调试电路比较麻烦。

逆变焊机驱动电路示意图

图2：逆变焊机驱动电路示意图

为了解决上述问题，选择一款合适的隔离驱动产品是很有必要的。SILICON LABS推出的Si8261ACD/BCD系列门极隔离驱动器采用电容隔离技术，最高可达5KV的隔离电压等级。在输入引脚上采用低功率二极管仿真器，输入的接口电路与光耦完全相同，封装也与通用的高速光耦栅极驱动器完全兼容，可直接替换常用的光耦栅极驱动器。更重要的是，SI8261的输出延时小至60ns，易于实现高频，且采用SOIC-8,DIP8,SDIP6,LGA8等4种封装，便于小型化驱动设计。另外，其输出驱动能力最小为0.6，最大可达4A，能够直接驱动额定值为1200V/50A以上的IGBT/MOSFET，且应用电路简单可靠。因此，SI8261能够轻松地解决上体积大及电路复杂等问题，是逆变焊机隔离驱动的不二选择。具体应用电路如下图所示：

隔离门极驱动应用电路

图3：隔离门极驱动应用电路

发送到邮箱 |
+1 赞 0
收藏
评论 0
| 转发至：

本网站所有内容禁止转载，否则追究法律责任！

全部评论（0）

暂无评论

【应用】如何正确使用IGBT驱动解决米勒电容导致寄生导通问题

本文以Silicon Labs门极智能驱动Si8285为例，介绍如何正确使用IGBT门极智能驱动解决米勒电容导致的寄生导通问题以提高产品可靠性。

新应用发布时间 : 2016-11-18

碾压光耦！5.0kVRMS电压隔离+10kV浪涌保护的隔离器

Silicon Labs推出的隔离式栅极驱动器Si8261可替代传统的光耦隔离方案，无论从成本，还是产品可靠性上均更具优势，相信会成为未来主流的高性价比设计方案。

新应用发布时间 : 2016-09-17

【应用】8通道数字隔离耦合器，PLC I/O的设计神器

用1颗Si838x做I/O数字输入隔离，大大节省PCB空间。同时更是使得PLC兼顾高速、低速应用，模拟LED输入技术，寿命长。

新应用发布时间 : 2017-05-23

【选型】如何为SIC MOSFET选择一款理想的隔离驱动芯片？

Silicon labs SI827x隔离栅极驱动器高达4A峰值驱动电流，业界最高的抗扰性能（200kV/μs）和闩锁免疫能力（400kV/μs）。最大60ns传输延迟，非常低的抖动200ps p-p。

器件选型发布时间 : 2018-01-31

虹美功率半导体（Hongmei Power Semiconductor）MOSFET/IGBT单管/Sic(碳化硅)二极管/GaN(氮化镓)FET产品参数选型表

描述- 虹美功率半导体新一代IGBT系列产品，基于沟槽电场截止型IGBT技术理论，进一步优化了器件结构，采用了先进超薄片工艺制程，从而大幅提高了器件的功率密度，显著改善了动态、静态性能。相比上一代IGBT，新一代IGBT芯片面积更小，芯片厚度更薄；导通压降（VCEsat）降低约0.3V，开关损耗降低20%以上；器件可耐工作温度更高，使用寿命更长；且维持了较强的短路能力、较高的参数一致性；综合性能达到业内领先水平。

型号- HM2N60F,HMS320N04D,HM4822B,HM20P02D,HM8N02MR,HMS310N85,HM3N40R,HMS320N04G,HMS60N10DA,HM3205,HMS150N04D,HM3207,HM2N60K,HM9435B,HM15N50D,HM15N50F,HM80N06KA,HM90N04D,HM17N10K,HMG40N65FT,HM150N03D,HM3N40PR,HMS150N06D,HM75N07K,HM4606D,HM2N20MR,HM3710K,HM20P03Q,HM90N07K,HM05P35MR,HMC4N65,HM10N10,HM3401PR,HMS5N90R2,HMC6N65K,HM20P02Q,HMS40N65T,HMS35N06D,HMS20N70,HMS45P06D,HMS35N06Q,HMC6N65Q,HMC15N65,HM06N15MR,HM4826A,HM12P06K,HMS260N10D,HM50N10K,HMS20N80,HMS60N06D,HMS10N15D,HMS15N65F,HM2N65K,HMG40N65AT,HMS60N06Q,HM40N10A,HM20N03K,HM2N65R,HM9N50K,HMS15N65K,HMS10N50,HMS15N65Q,HM4490B,HM4030D,HM10N65D,HMS3N65R,HM18P10K,HM150N03K,HM10N65F,HMS3N65K,HM4828A,HM4354,HM4110,HM3800D,HMS60N08D,HMS120N10,HM7002KDM,HM7002KDW,HM4805A,HM25N50F,HM90N02D,HM25N50A,HMS3N65F,HMS150N03D,HMC2N120,HMS330N06D,HM4402A,HM2305PR,HM4402B,HM4620D,HM6N70,HM4886A,HM4402D,HM3N80I,HMS10N50K,HM3N80K,HMS10N50F,HM12N60,HMS5N70R2,HMC2N65,HM3N80F,HM12N65,HM80N04K,HM5N65K,HM10N06Q,HM5N65F,HM25SDN03Q,HM80N03A,HMS135N85,HM4887B,HM1404B,HM1404C,HM1404D,HMS3N70R2,HM40N15KA,HM3205D,HM3205B,HM20N120FT,HM4N60I,HMS4444A,HM4922,HM0565,HM4923,HM4920,HM80N03K,HM4926,HM2310DR,HMS4444B,HM4N60R,HMS310N85D,HM4622A,HMS20N80T,HM3N100F,HM3205K,BSS138SR,HM8N100A,HM3N100D,HM07DP10D,HM3400B,HM3400C,HM3400D,HM3400E,HM3DN10D,HMS20N80D,HM8N100F,HMS20N80F,HM18SDN04D,HM4953,HM20DN04Q,HMS3205,HM3P10MR,HM6N10PR,HM15P06Q,HM830,HM55N03D,HM3401C,HM3401D,HM25N120FT,HM3401E,HM3207D,HM30DN02D,HMS17N65,HM3207B,HM6803D,HM3207T,HM340B,HMS17N65F,HMS25N65F,HM4N65K,HMS17N65D,HM4N65F,HMS8N70,HMS8N65,HM4N65R,HMS80N10K,HM2310,HM840,HM3401,HMS80N10G,HM2301BJR,HM3400,HMS25N65T,HM2301DR,HMS15N80F,HMS15N80D,HM3407,HM2318,HM2319,HMS5N65K,HM5N20R,HM2309APR,HMS5N65F,HM2319D,HM16N50F,HMS5N65R,HMS80N10D,HM10N70,HMS5N65Q,HM20P04Q,HMS135N04D,HM4963,HM2301,HM2300,HM9N90F,HM2302,HM2305,HM9N90A,HM10N65,HM4953B,HM2318D,HM3N120F,HM10N60,HM3N120A,HM3422,HM6804D,HM8N60,HM4821A,HMS3205K,HM4409A,HM4402CE,HMC20N120,HM11P20K,HM8N65,HMS3205D,HM2301BKR,HMC20N65T2,HM100N06D,HM01N100PR,HMS11N70K,HM603K,HM30P10,HMS11N70Q,HMS135N10,HM85N02K,HM15N50,HM2818D,HM640,HMS11N70F,HM12N65F,HM12N65D,HM20N50F,HM30SDN02D,HM8205,HM2819D,HM40N20,HM06DP10Q,HM20N06KA,HM1607,HM250N03,HMC10N65,BSS138KR,BSS123DM,HM605K,HM4N70,HMS21N65D,HM6604DB,HMS21N65F,HMC2N120K,HMS21N65T,HM4421C,HM100N06,HM4421A,HM100N03,HM100N02,HM4N60,HM4N65,HMS85P06,HM15N25,HM607K,HM3808,HM30N10,HM18N50F,HMS4354,HM30P55,HM30N04Q,HM12N20D,HM2301BSR,HM2N15PR,HM18N50A,HMS120N10G,HMS320N04,HMS120N10D,HMS120N10K,HM20P02QD,HM45N02Q,HM4421D,HMC5N120K,HMC4N65K,HMS80N06D,HM2P15R,HM5N60I,HM5N60K,HM25P15K,HM30N04D,HMC20N65,HM4640D,HM4884A,HM609K,HM30N02Q,HMS85N10,HM85P02K,HMS5N90K,HMS5N90F,HM70P03K,HMS5N90I,HMS5N90R,HM13N50,HM20N50A,HM40DN04K,HM30N03K,HM100N03K,HM1404,HM3207BD,HM2301KR,HM100N03D,HM45N02D,HM4885A,HM100P03,HM4884Q,HM30N02D,HMS310N85LL,HMS330N06,HM100N02K,HM5N06APR,HM09P12D,HM70N75,HM4260,HM5P15D,HM45P02D,HMS320N04LL,HMS10N80,HM2810D,HMN9N65Q,HM4P10D,HM50N06KA,HM70N80,HM4485,HMN9N65D,HM4484,HM70N88,HM25N60A,HM4P10R,HM4487,HM30P02K,HMC15N65D,HM3205BK,HM7N80F,HM730F,HM2N10B,HM2N10C,HMS3N70,HM50N08,HM50N06,HM3N150,HM50N03,BSS84,HM10N60F,HMS50N06K,HMC8N65K,HMC8N65Q,HMC8N120K,BSS138DM,HM4485A,HM45N06D,HM40P04,HM4030,HM4264,HM6604BWKR,HMS4030D,HM15N25K,HM4486A,HM4110T,HM50N20,HM4P15Q,HM4P10PR,HM4485E,BSS138DW,HM100P03K,HM4485B,HMS100N85D,HMS100N85G,HMS100N85K,HM840F,HM4487B,HM4487A,HMS3N65,HM15N02Q,HM2N60,HM2310PR,HM7002KR,HM12N60F,HMS5N65R2,HM8820E,HM17N10,HMS85N10K,HMS85N10G,HM10N80F,HMS85N10D,HM35P03KA,HM45P02Q,HM30P03Q,HM10N80A,HM8N65K,HMS330N06LL,HM8N65F,HMS8N70F,HM3401DR,HM4440A,HM45P03K,HM9N20K,HM15N25F,HMS8N70K,HM3400KR,HM4616D,HM5P55R,HM16N65F,BSS84DM,HM4616A,HM10N10Q,HM4412,HMS40N10KA,BSS84DW,HM10N10K,HMC8N120,HM4615Q,HMS3N70K,HM75N06KA,HMS3N70F,HM4885,HM4884,HM60P06K,HM50N03K,HMS3N70R,HM4887,HM4409,HM15N120FT,HM4407,HM4616Q,HM2302F,HM2302G,HM2302D,HM60P06,HM2302E,HM2302B,HM80N15,HM4618A,HMC20N120D,HM3N30R,HMS190N04D,HM35P03D,HM35P03K,HM4435,HMS15N70Q,HM4438,HM50P35DE,HM10DP06D,HMS15N70F,HM4437,HM2N50R,HMS15N70K,HM2301E,HM4N10D,HM40N20D,HM2301D,HM2301B,HM7002K,HM40N10KA,HMS18N10Q,HMS200N03D,HM6602,HM4924/B,HM4421,HM4618Q,HMS18N10D,HM6604,HMS100N20D,HM120N04,HM70N75D,HM2300B,HMS80N25,HM120N03,HMS5N80,HM35N03D,HMS5N70,HM4453,HM4450,HM8205D,HM80N70,HM3N30PR,HM10SDN06D,HMC20N65D,HMS80N10,HM25N65A,HM3N100,HM4924B,HMS5N90,HM4443,HM4449,HM1P10MR,HM4447,HM20N15D,HM60N06,HM60N05,HMS40N10D,HM60N08,HM60N02,HMS15N50F,HM60N04,HMS15N50D,HM60N03,HMS65N65T,HMS80N85D,HMS125N10D,HM4240,HMS21N65,HM4480,HM50P06,HM50P03,HM50P02,HM3N10A,HM9926,HM2N65PR,HM6P15K,HM35N03Q,HM02P30R,HM8205A,HM6400,HM2318APR,HMS5N65,HM6401,HM3N120,HM6408,HMS40N10A,HM6409,HM75N80,HM13P10K,HMS10DN08Q,HM10DN06Q,HM25N06D,HM60N03D,HM6N10R,HM2302BKR,HM4812,HM4813,HM25N10,HM60N03K,HMS4438,HMS85N08K,HM2302KR,HM70P04K,HM2N50PR,HMS16N70,HM150N03,HM60N04K,HM3710,HM4805,HM4803,HMS260N10LL,HM7N60,HM18N40F,HMS5N70F,HMS135N10K,HM3N70I,HM18N40A,HM3N70K,HM18DP03Q,HMS5N70K,HMS80N25D,HM4830,HM18DP03D,HM60N05K,HM45P03,HMS5N70

选型指南 - 虹美功率半导体 - 2023/11/6 PDF 中文下载

第七届（苏州）电动工具控制与充电技术研讨会圆满落幕！上海贝岭受邀参加并做主题演讲

本次研讨会由Big-Bit商务网主办、《半导体器件应用》杂志承办，以“锂能驱动 • 智汇电芯”为主题，吸引了国内外电动工具行业知名企业的参与。上海贝岭工业市场总监冒晶晶受邀参加本次论坛并做《电动工具市场新机遇》主题演讲。

原厂动态发布时间 : 2024-10-22

IGBT应用在那些地方呢？

IGBT应用范围按照领域的不同主要可以分为三大类：消费类，工业类，汽车类。IGBT单管主要应用于小功率家用电器、分布式光伏逆变器；IGBT模块主要应用于大功率工业变频器、电焊机、新能源汽车（电机控制器、车载空调、充电桩）等领域；而IPM模块应用于变频空调、变频冰箱等白色家电产品。

应用方案发布时间 : 2024-04-25

上海贝岭650V/80A IGBT助力高效率逆变焊机设计，开关速度快、关断损耗小、导通电压低

为适应逆变焊机客户大电流IGBT单管需求，上海贝岭研发推出650V/80A IGBT单管BLG80T65FDK7，助力高效率逆变焊机设计。该器件具有开关速度快、关断损耗小、导通电压低等特点，可满足客户高效率设计要求。

应用方案发布时间 : 2024-09-28

【技术大神】隔离驱动器IC在功率电源全桥LLC中的应用

用2颗Si8233代替了工艺复杂的5个绕组的驱动变压器，电路设计简单得多，大大缩减了产品的研发时间。

设计经验发布时间 : 2017-06-20

IGBT驱动波形中米勒平台产生的原理是什么？

IGBT驱动波形中米勒平台产生的原理当IGBT在开关时普遍会遇到的一个问题即寄生米勒电容开通期间的米勒平台。米勒效应在单电源门极驱动的应用中影响是很明显的。基于门极G与集电极C之间的耦合，在IGBT关断期间会产生一个很高的瞬态dv/dt，这样会引发门极VGE间电压升高而导通，这是一个潜在的风险，因此为了规避这个风险，有源米勒钳位功能应运而生。图1：下管IGBT因寄生米勒电容而导通有源米勒钳位解决方案要想避免RG优化、CG损耗和效率、负电源供电成本增加等问题，另一种方法是使门极和发射极之间发生短路，这种方法可以避免IGBT不经意的打开。具体操作方法是在门极与射极之间增加三级管，当VGE电压达到某个值时，门极与射极的短路开关(三级管)将被触发。这样流经米勒电容的电流将被增加的三极管截断而不会流向VOUT。这种技术被称为有源米勒钳位技术，具体方法见如下图2。图2：有源米勒钳位采用外加三极管一般选用的隔离驱动芯片（以Silicon Labs Si8285为例）通过IGBT栅极和集电极间寄生电容C_CG及Si8285副边VH pin、外部RH及内部PMOS源极电阻RSS、内部NMOS等对IGBT门极电荷进行放电来达到软关断效果。直至最后退饱和工作完成，故障通过FLT pin隔离输出，反馈给MCU。

技术问答发布时间 : 2018-10-18

预告丨上海贝岭参加第七届（苏州）电动工具控制与充电技术研讨会

为了探索电动工具的控制与充电技术最新的发展趋势，上海贝岭将于2024年8月23日参加第七届（苏州）电动工具控制与充电技术研讨会。本次会议将以“锂能驱动 • 智汇电芯”为主题，邀请电动工具行业的专家、学者和企业代表分享关于电动工具新产品和新方案的最新信息，帮助企业及时了解行业最新技术动态。上海贝岭工业市场总监冒晶晶届时将带来以“上海贝岭在电动工具市场新机遇”为主题的演讲。

原厂动态发布时间 : 2024-08-21

【方案】4KW便携式高频逆变电焊机优选元器件方案

描述- 本方案采用Littlefuse SIC功率器件、Silicon labs电容隔离驱动、Renesas高压MOSFET和Shindengen片状整流桥等器件组成的高频逆变电路，可将机器工作频率提升到100KHz以上,效率提高到80%左右，同时机器体积可缩小近15%左右。解决了产品效率低、体积大、操作时电焊机移动不方便等问题。

型号- 2SK2225-80-E,LRMAP3920,D50XB80,TFLEX HD300,TPCM780,SMDTF03100QA00MQ00,R5F562TAADFP,LRMAP5930,1.5KE150CA,EKMW401VSN821MA40S,SI8273,SI827X,SGM6130,LSIC1M0120E0080,SI8620,D50JCB80,LSIC2SD120E20CC,250R145,2SK2225,LSIC1MO120E0080

优选器件方案 - NIPPON CHEMI-CON,RENESAS,SHINDENGEN,LITTELFUSE,LAIRD,SILICON LABS,SGMICRO,WIMA,TT ELECTRONICS - V1.1 PDF 中文下载