直流逆变电焊机及功率器件产品介绍-2019目录一、直流逆变电焊机二、半导体产品介绍三、主要竞争对手四、国内主要生产商直流逆
变电焊机工作原理逆变电焊机主要是逆变器产生的逆变式弧焊电源，又称弧焊逆变器，是一种新型的焊接电源。是将工频（50Hz）交流电，先经
整流器整流和滤波变成直流，再通过大功率开关电子元件（场效应管MOSFET或IGBT），逆变成几kHz~几十kHz的中频交流电，同时
经变压器降至适合于焊接的21-28V电压，再次整流并经电抗滤波输出相当平稳的直流焊接电流。直流逆变电焊机工作原理变换顺序可简单地表
示为：工频交流（经整流滤波）→直流（经逆变）→中频交流（降压、整流、滤波）→直流。即为：AC→DC→AC→DC因为逆变降压后的交流
电，由于其频率高，则感抗大，在焊接回路中有功功率就会大大降低。所以需再次进行整流。这就是目前所常用的逆变电焊机的机制。直流逆变电焊
机工作特点1.体积小、重量轻，节省材料，携带、移动方便。2.高效节能，效率可达到80%~90%，比传统焊机节电1/3以上。3.
动特性好，引弧容易，电弧稳定，焊缝成形美观，飞溅小。4.适合于与机器人结合，组成自动焊接生产系统。5.可一机多用，完成多种焊接
和切割过程。直流逆变电焊机电路结构双管正激结构电路控制简单，不存在直臂导通的问题，但开关管所承受的峰值电流和电压较高，同时其高频变
压器仅工作在磁滞回线的一侧，故只适合中小功率输出。直流逆变电焊机电路结构全桥式电路一般用于大功率逆变电源中，采用四个功率开关组成两
组开关对(S1、S4和S2、S3)，两组开关管对交替闭合将输入电流电压变成高频交流，加在变压器上。全桥式逆变电路对开关管的耐压要求
低，变压器的利用率高，易获得大功率输出。但其需要至少四个开关器件及相应的驱动电路，因此它的成本较之其它电路高。全桥式逆变电路是应用
最广的，国内外许多厂家如新时代、瑞凌、日本松下、美国林肯等焊机都采用此主电路结构。直流逆变电焊机电路结构半桥式逆变电路的拓扑结构只
需要两个开关器件，驱动电路简单。但在电流容量相同的情况下，半桥式逆变电路所输出的最大功率只有全桥式的一半，所以一般只适合于中等功率
输出的场合。直流逆变电焊机电路结构推挽式逆变电路只用两个开关器件就能获得较大的功率输出。一对功率管的发射极相连，两组驱动电路彼
此间无须绝缘，驱动电路简单。但功率管承受的反压较大，原边绕组只有一半时间工作，高频变压器利用率低，适合用于单相输入的电源中。直流逆
变电焊机MOSFET开关方案特点:1、MOSFET管具有工作频率高的特点，驱动电路简单所用外围元件少，Rdson的温度特性适合于并
联应用。2、由于MOSFET场效应管的突出优点，用场效应管作逆变器的开关器件时，可以把开关频率设计得很高，以提高转换效率和节省成本
，使用高频率变压器以减小焊机的体积，使焊机向小型化，微型化方便使用。但无论弧焊机还是切割机，它们的工作电流都很大。使用一个场效应管
满足不了焊机对电流的需求，一般采用多只并联的形式来提高焊机电源的输出电流。这样既增加了成本，又降低了电路的稳定性和可靠性。3、?M
OSFET的应用，在中小功率中比较占优势，用于小功率的民用系列焊机，特别是高的开关频率。直流逆变电焊机IGBT开关方案特点:1、
IGBT管，是由BJT(双极型三极管)和MOS绝缘栅型场效应管组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件,兼有MOSFET的高输入
阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点，驱动功率小而饱和压降低。2、相较于MOS管，IGBT管的故障率低，单管大电流耐压高线路保护
措施多成本更低，性能也更稳定。外封装引脚间距大，爬电距离大，能抵御环境高压的影响，安全可靠。?3、IGBT的应用，在大功率应用中占
优势，因为Vce在高压大电流的时候损耗比MOSFET的Rdson的低，但是IGBT的开关损耗比较大。4、?由于IGBT的开关频率较
低，电流大，焊机使用的主变压器、滤波、储能电容、电抗器等电子器件都较场效应管焊机有很大不同，相对于MOSFET焊机体积较大，但性能
更稳定。半导体产品简介IGBT方案用功率器件整机方案电路部位电路拓扑结构型号(电流/电压)主要供应商封装形式IGBT方案逆变全桥逆
变30A/1200VIGBT飞兆、ST、ONTO-247全桥逆变40A/1200VIGBT飞兆、ST、ONTO-3PL
全桥逆变30A/600VIGBT飞兆、ST、ONTO-247全桥逆变40A/600VIGBT飞兆、ST、ONTO-24
7辅助电源单管正激6A/900VMOSFET飞兆、东芝等TO-220C单管正激11A/900VMOSFET飞兆、东芝等TO-2
47输出整流全波整流60A/300VFRED富士、无锡东海等TO-3PB半导体产品简介MOSFET方案用功率器件整机方案电路部位
电路拓扑结构型号(电流/电压)主要供应商封装形式MOS方案逆变全桥逆变18-24A/500V飞兆、士兰等TO-247辅助电源单管正
激6A/900VMOSFET飞兆、士兰等TO-220C单管正激11A/900VMOSFET飞兆、士兰等TO-247输出整流全波
整流20A/200VFRED富士、无锡东海等TO-3PB半导体产品简介客户考核条件深圳瑞凌目前是国内知名的直流逆变焊机供应商，
目前采用的半导体器件全部是国外品牌，对产品的考核及认证相对严格且周期也长。首先要考察供应商的企业资质，然后由研发人员对样品进行测试
（包括静态参数、动态参数、可靠性等），测试通过后进行小批量试产，经过半年或者更长时间的市场验证，确认没有问题才会导入。客户工程师认
为，半导体器件的参数一致性和产品稳定性是关键。兰科电子、深圳东瑞等客户对半导体产品的考核也都很严格，半导体常温和高温的参数变化要
小，抗冲击能力要强，满载下工作温升不能超过80℃（强制风冷）。主要供应商供应商情况简介直流逆变焊机之前所用半导体器件一直被进口品
牌所垄断，随着焊机行业的成本压力和国内半导体技术的成熟，已经有一些焊机客户开始选用国内半导体器件。目前100A~300A输出的直流
逆变焊机所用国外半导体器件基本为东芝、三肯、美格纳、安森美、仙童、英飞凌、瑞萨等品牌，国内品牌只有杭州士兰、无锡东海等少数半导体供
应商。主要型号有：500V系列15A、18A、20A、24A的MOSFET产品，900V系列9A、11A的MOSFET产品；6
00V系列30A、40A、50A、60A的IGBT产品，1200V系列25A、30A、40A的IGBT产品。输出整流器件常用的FR
ED产品型号有20A/200V、60A/300V系列产品。国内主要生产商市场前景1、我国逆变技术、逆变电焊机设备制造技术市场推广潜
力巨大焊接技术在工业生产中占有极为重要位置，焊接工艺技术水平高低对整个装备制造业水平提高发展起重要作用。逆变电焊机具有电气性能和
焊接工艺性能优良、节能节材、体积小、质量轻等一系列优点，已成为焊接设备主流产品之一。我国逆变电焊机产销量增速远高于传统电焊机，替代
技术优势明显，市场潜力空间巨大。2、高效节能逆变电焊机是电焊机研发主流为突破能源、环境对我国经济可持续发展制约，近年来我国提出节
能减排目标，建设资源节约型、环境友好型社会理念。电焊机耗电量占全国发电总量比例较高，因此，对直流焊接电源节能节材、绿色低碳、清洁环
保技术改进势在必行。逆变式直流电弧焊机能效高，大部分效率达80-90%，是未来市场主流产品。3、国产品牌逆变焊机发展迅速我国逆变技术在直流电焊机推广应用已取得可观社会经济效益，节能节材降低成本形成共识。不同产业领域焊接工艺复杂化给逆变焊机设备技术性能等提出更高需求，将促使全球高效节能电焊机高可靠性、高性价比、专业化系列化开发进程大大加快，逆变技术将更趋成熟。多名行业人士认为2015年我国逆变焊机月产量已经达到100万台。 |
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