第二章6电子控制型弧焊电源基础ppt课件.ppt

《第二章6电子控制型弧焊电源基础ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第5章电子控制型弧焊电源基础随着大功率电力半导体器件以及电子控制技术的发展，弧焊电源从机械调节型、电磁控制型发展到电子控制型。电子控制型弧焊电源目前主要有晶闸管整流式弧焊电源、脉冲弧焊电源和逆变式弧焊电源。电子控制电路居于重要地位,电力电路输出的大小受电子电路的支配，两种电路的连接结点是大功率的半导体器件(电力半导体)7/27/20211第五章电子控制型弧焊电源基础常用电力半导体器件晶闸管(SCR)晶体管(三极管)GTR场效应晶体管(MOSFET)IGBT(绝缘栅晶体管)7/27/20212第五章电子控制型弧焊电源基础5.1

2、电力半导体器件广泛用于弧焊电源的电力电子器件有：晶闸管（SCR）、大功率晶体管（GTR）、功率场效应晶体管（MOSFET）、绝缘门极双极晶体管（IGBT）。5.1.1晶闸管晶闸管是晶体闸流管的简称，它包括普通晶闸管、双向晶闸管、可关断晶闸管和逆导晶闸管等电力半导体器件。普通晶闸管俗称可控硅整流器（SCR，SiliconControlledRectifier），简称可控硅，SCR广泛应用于药皮焊条手工电弧焊、埋弧焊、钨极气体保护焊、等离子弧焊和熔化极气体保护焊等焊接方法的整流式弧焊电源中。1．晶闸管的结构晶闸管的外形有三种：螺

3、栓式、平板式和模块式，如图5-1所示。其中前两种一般属单管结构，即一个结构外形只有一个晶闸管；而后一种为模块式结构，往往由二个、三个，甚至六个晶闸管组成，或者由晶闸管和二极管组成。7/27/20213第五章电子控制型弧焊电源基础图5-1晶闸管外形图图5-2晶闸管结构与符号7/27/20214第五章电子控制型弧焊电源基础2．晶闸管的典型电路及其工作原理可以把晶闸管看成是一个导通可控的二极管。晶闸管导通和关断条件为：1）当晶闸管承受反向阳极电压时，不论门极G承受何种电压，晶闸管均处于阻断状态。2）当晶闸管承受正向阳极电压时，仅在

4、门极G承受正向电压的情况下晶闸管才能导通。也就是说，必须同时具备正向阳极电压和正向门极电压两个条件才能实现由阻断到导通的转换。3）晶闸管导通后，只要仍有一定的正向阳极电压，不论门极G电压如何，它仍维持导通。4）晶闸管在导通情况下，当主回路电压（或电流）减小到接近零，或者对它施加一个反向电压，晶闸管会自然关断或被强迫关断。图5-3晶闸管的典型电路7/27/20215第五章电子控制型弧焊电源基础晶闸管的控制特点单向导通；触发极(控制极、门极)接受触发脉冲才有可能导通；(承受正向电压导通)一旦导通触发脉冲就无意义。门极阳极阴极7/

5、27/20216第五章电子控制型弧焊电源基础图5-4晶闸管的伏安特性3．晶闸管的伏安特性4．在焊接中的应用主要用在可控整流、交流调压（电阻焊设备中）、中频感应加热、早期的逆变器等方面。正向击穿区反向击穿区熔断、烧穿区7/27/20217第五章电子控制型弧焊电源基础5.1.2功率晶体管功率晶体管（GTR，GiantTransistor）是一种双极性型大功率高反压晶体管。目前GTR的电流容量已经达到上千安培，在中小功率应用方面，GTR是取代晶闸管的自关断器件之一。在电子控制型弧焊电源中，既有模拟型晶体管弧焊电源，也有开关型晶体管

6、弧焊电源；而且还有晶体管式逆变弧焊电源。1．晶体管的结构晶体管的外形有三种基本形式：金属壳封装、塑料封装和模块，如图5-5所示。晶体管也有三个电极：集电极E、发射极C和基极B。它的符号见图5-5d。晶体管的内部有一个由半导体材料做成的管芯。它是三层（NPN）三端（C、E、B）器件。晶体管分为NPN型和PNP型两类，又有单管GTR、达林顿式GTR（复合管）和GTR模块几种形式。7/27/20218第五章电子控制型弧焊电源基础图5-6晶体管结构及工作原理2．晶体管的工作原理晶体管承受正向集电极电压的同时，必须让基极B和发射极E（

7、PN结）之间有正向电流通过，管子才能导通。它可以工作在线性放大状态也可以工作在开关状态。7/27/20219第五章电子控制型弧焊电源基础3．在焊接中的应用模拟式晶体管电源，晶体管工作在线性放大状态，具有最佳的波形控制能力；开关式晶体管电源，晶体管工作在开关状态；晶体管式逆变电源，晶体管工作在开关状态；5.1.3场效应晶体管场效应管分为结型场效应管和绝缘栅型场效应管。功率场效应管都是绝缘栅型场效应管。绝缘栅场效应管是由金属氧化物、半导体组成，简称MOSFET（MetalOxideSemiconductorFieldEffect

8、Transistor），是一种电压控制的单极型功率半导体器件。在电子控制型弧焊电源中，功率MOSFET管通常作为开关器件。由于其功率比较小，因此需要多只MOSFET管并联使用。1．场效应管的结构场效应管的外形也有三种基本形式：金属壳封装、塑料封装和模块，形状与晶体管相似。如图5-8a所示，