【选型】SIC功率器件--脉冲电焊机DC-DC变换器功率器件的最好选择

时间： 2019-02-19 来源：世强

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随着钣金加工行业对焊接工艺要求越来越高，脉冲电焊机的设计便应用而生，尤其是脉冲MIG焊，对焊接电源的动态性能提出了极高的要求。为此提高开关频率是最好的选择，传统的IGBT受开关频率限制而无法满足，SI MOS耐压导致无法采用传统全桥， SIC功率器件便成为了脉冲电焊机DC-DC变换器设计的最好选择。

脉冲MIG焊机在焊接过程具有很好的动态响应调节特性，能有效减低焊接飞溅，利于焊接成型，提高焊接效率，如图1所示，脉冲MIG焊在焊接碳钢和铝合金时的输出电压电流波形和时间的关系，以及焊缝成型的效果。

图1 脉冲MIG焊机焊接碳钢和铝合金试验效果图

脉冲MIG焊机整个焊接过程输出状态就是开路-短路-负载-开路，尤其在点焊时，状态切换的频率更快，切换瞬间形成的尖峰电流和浪涌电压对功率器件有着极高的要求，如图2波形所示。同时为保证焊接效率，需要尽可能提高功率器件的开关频率，高开关频率意味着功率器件的开关损耗和导通损耗都要低，无论脉冲MIG焊机采用软开关还是硬开关的主回路平台，功率器件的损耗都能满足设计要求。

图2 脉冲MIG焊在500A负载和短路输出时功率器件电压电流波形

针对以上脉冲MIG焊机设计要求，选用SIC功率器件优点如下：

1、SIC器件耐压高，最高可达1700V，ID峰值电流大，耐冲击能力强；

2、SIC对驱动功率的要求低，简化驱动电路设计，降低驱动损耗，尤其是在大功率设计多管并联时，优势明显；

3、SIC导通电阻低，易于实现软开关（ZVS）；开关损耗低，易于实现硬开关，同时其体二极管性能优异，反向恢复电流较低，在硬开关应用，关断尖峰也很低；

4、SIC适用于高开关频率应用，便于实现高效率变换，大大减小散热器和磁芯元件（变压器和电感）的体积，虽然单一器件成本优势不明显，但结合应用系统总成本优势还是存在。

世强代理的LITTELFUSE SIC功率器件，涵盖了MOSFET和二极管，耐压从650V到1700V全系列产品。同时针对客户的需求，陆续有不同封装，不同参数规格的产品推向市场，其选型的型号规格可以参考图3。在SIC器件选型有任何疑问，可随时在世强电商平台留言。

图3 Littelfuse SIC功率器件型号参数分布图

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