【应用】三合一功率模块在逆变焊机中的设计应用

时间： 2017-07-02 来源：世强作者：龙行天下

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电力电子功率器件,电力电子功率模块,flowRPI 1,10-FY07ZAB075SM-L515B08

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焊接工具，而目前最常用的就是逆变焊机。逆变电焊机是由逆变电源与外接设备组成，其中逆变电源是逆变焊机的核心，其工作过程为：工频交流－直流－高频交流－变压－直流，是将三相或单相50Hz工频交流电整流、滤波后得到一个较平滑的直流电，由IGBT或MOSFET组成的逆变电路将该直流电逆变为15～100kHz的交流电，经中频主变压器降压后，再次整流滤波获得平稳的直流输出焊接电流。焊机功率模块作为逆变焊机的关键部分，对逆变焊机的普及起到了至关重要的作用。

针对焊接设备，VINCOTECH旗下的flowRPI 1家族系列功率模块，将整流桥、交错PFC升压、H桥逆变电路集成到一个flow1型外壳中，可支持的功率范围为1.5~7kW。该三合一功率模块，其集成度高、一致性好，可有效帮助焊机设计工程师缩短设计周期、简化结构设计、提高功率密度。其具体优势如下：

1）有效节省开发时间，降低成本

flowRPI 1系列产品将整流器、高效率低导通电压二极管、一个两引脚封装的PFC和一个H桥的逆变器集成到一个模块中。其中采用的PFC集成了超高速IGBT，耐压可达650V，并集成滤波电容和二极管，通过使用外部变压器进行电流测量。此外，逆变器还采用开方式发射极拓扑结构并具有可选电容。基于这些特点，新一代flowRPI1系列产品可以有效节省工程师的开发时间，同时降低成本。在该系列产品中有一个特殊的版本，其PFC中的IGBT可承受更大电流，接受更宽范围的电压输入，它的输入交流额定电压范围为110V~220V。这些精心设计的组件可为高频高效率切换应用提供最好的解决方案。

2）不改变已有PCB电路设计即可实现产品升级

flowRPI 1系列产品采用增强型布局，具有更好的EMC特性。并且通过在板上使用最先进的IGBT H5芯片技术，该模块可支持超高速切换，传导和切换损耗均非常低。由于新产品集成了三种功能，应用工程师将会发现使用它可以轻松设计出高度紧凑的PCB。flowRPI1系列产品提供多种功率等级供用户选择，且他们的封装可互相兼容，因此在不改变已有PCB硬件电路设计的情况下即可进行升级。

3）多规格且可定制化

flowRPI 1系列产品采用flow1型12mm和17mm规格的外壳进行设计。并且可以根据用户需要采用压配合销和相变材料进行定制。

这里以650V、75A的10-FY07ZAB075SM-L515B08功率模块进行展示，该功率模块做到7kW是没问题的，其产品封装和内部结构如下图1所示。

图1：10-FY07ZAB075SM-L515B08功率模块封装和内部结构图

总结：

综上所述，由于集成度高、一致性好以及EMC特性良好等优势，flowRPI1系列功率模块产品可满足焊机的设计需求。除了应用在焊机中，flowRPI1系列功率模块还适用于充电机等场合。

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