[实用新型]基于SiC功率器件的双脉冲MIG焊接电源

说明书

本实用新型提供了一种基于SiC功率器件的双脉冲MIG焊接电源，其特征在于：包括主电路和数字控制电路；主电路包括依次连接的工频整流滤波模块、SiC高频逆变模块一、高频变压器一以及SiC快速全波整流滤波模块一；其中工频整流滤波模块与三相交流电源连接，SiC快速全波整流滤波模块一与负载连接；数字控制电路包括数字化人机交互模块、核心控制模块、SiC高频驱动模块、负载电压电流检测反馈模块和送丝控制模块。该电源可兼顾大功率与高逆变频率，有利于实现能量控制精细化，达到低能耗、高效率、高能量密度的效果，可以充分发挥双脉冲焊接工艺潜力。

技术领域

本实用新型涉及焊接设备技术领域，更具体地说，涉及一种基于SiC功率器件的双脉冲MIG焊接电源。

背景技术

双脉冲MIG焊接技术通过脉冲电流来控制熔滴过渡以获得理想的熔滴过渡形式，其不仅具有宽电流调节范围、易于实现全位置焊接、可有效控制热输入、易于实现自动化等特点，而且其平均电流的变化产生的电弧力对熔池具有搅拌作用，从而能降低气孔发生率，细化晶粒，在高效自动化焊接工业场合中应用十分广泛。双脉冲MIG焊接电源是脉冲MIG焊接系统的核心设备，其综合性能直接影响实际焊接工艺效果、焊接系统装备集成、生产能耗及成本等方方面面。

现阶段，双脉冲MIG焊接电源普遍采用Si基功率器件，由于Si基功率器件固有的局限性，基于Si功率器件的双脉冲MIG焊接电源尚有许多不足之处。具体来说，目前的双脉冲MIG焊接电源主要还存在以下几个问题：

(1)大功率与高逆变频率难以兼顾；

(2)能量控制精度不够精细；

(3)能量密度有待进一步提高。

例如，中国发明专利《具有平滑过渡双脉冲参数的铝合金数字化焊机》(公开号：102091850B)采用了Si IGBT作为开关器件，由于Si IGBT开关速度相对较慢，关断过程存在拖尾电流，若直接大幅提高逆变频率将造成开关损耗变得难以接受，故其逆变频率一般为20kHz。逆变式焊接电源通过高频调节功率器件的通断来实现能量输出控制，由于基于SiIGBT的双脉冲MIG焊接电源受限于开关损耗，逆变频率难以提升，主回路的时间常数较大，能量控制周期长，相对而言较为粗放。

例如，中国实用新型专利《MOSFET逆变式氩弧焊机》(公开号：201201107Y)采用SiMOSFET作为开关器件，可将逆变频率提升至IGBT式焊机的数倍，由于Si MOSFET耐压低、电流容量小，该焊机最大输出电流仅为160A，额定功率为3.2kW，无法满足大功率焊接场合的需要。

再如北京时代生产的熔化极气体保护焊机NB-400采用Si IGBT作为开关器件，额定电流400A，电源效率为85％，电源重量41kg，能耗相对高，对散热条件要求严格，而采用大体积的散热器件使得散热规模的设计复杂化，不利于焊机小型化、轻量化，故存在能量密度方面的不足。

实用新型内容

为克服现有技术中的缺点与不足，本实用新型的目的在于提供一种基于宽禁带功率器件SiC功率器件、可兼顾大功率与高逆变频率、有利于实现能量控制精细化、低能耗、高效率、高能量密度的双脉冲MIG焊接电源。

为了达到上述目的，本实用新型通过下述技术方案予以实现：一种基于SiC功率器件的双脉冲MIG焊接电源，其特征在于：包括主电路和数字控制电路；所述主电路包括依次连接的工频整流滤波模块、SiC高频逆变模块一、高频变压器一以及SiC快速全波整流滤波模块一；其中工频整流滤波模块与三相交流电源连接，SiC快速全波整流滤波模块一与负载连接；