中科君芯650V系場截止型IGBT在逆變焊機中應用

作者：    江斌  成星 

作者單位： 江蘇中科君芯科技有限公司

摘要：在相同的逆變焊機平臺上，分別測試IGBT的溫升及Vge、Vce波形，對比分析中科君芯KWBW60N65S與國際品牌器件在逆變焊機當中的應用。

關鍵字：逆變焊機、中科君芯KWBW60N65S

1、前言

   IGBT （Insulated Gate Bipolar Transistor）全稱為絕緣柵雙極晶體管，作為逆變焊機中高頻逆變的主要開關器件，其性能的優劣將直接影響焊機整體表現。隨著國內工藝水平和設計能力的提升，國產IGBT開始進入焊機領域。中科君芯對焊機應用的650V系列IGBT采用目前國際最新的溝槽柵場截止型技術FS-IGBT技術。

焊機領域開關頻率一般≥20kHz，為適應這一頻率要求，特別針對開關特性和飽和壓降進行折中優化，保證在降低開關損耗的前提下導通壓降值不能有顯著增加。

本文通過對中科君芯650V 系列FS-IGBT和國外主流器件在逆變電焊機上進行對比測試，分析探討中科君芯IGBT在實際應用中的優異表現。

2、實驗平臺

本次測試所用焊機為某品牌逆變焊機，型號ZX7-250，輸入220V，50Hz；輸出120A，24.8V；開關頻率41KHz，柵電阻15  Ω。. 機器初始設計用國際F品牌 單管，測試時用君芯FS-IGBT單管器件直接替換測試，未調整驅動電路。

3、溫升對比實驗

測試目的：對比在焊機應用中的溫升性能。

測試結果：以下是器件殼溫折線圖。

結論：在該焊機平臺測試6分鐘，君芯器件與國個品牌F器件殼溫相當，溫升幅度基本保持一致，焊機工作正常未出現過溫保護現象。

4、VGE、VCE波形對比測試實驗

測試目的：測試對比在焊機應用中IGBT關斷處的VGE、VCE波形

測試結果：

                 君芯器件關斷Vp-p=19.2V                                            國外器件F關斷Vp-p=24.8V

                 君芯器件關斷處dv/dt =6040V/μs                             國外器件F關斷處dv/dt =5234V/μs

結論：因柵極驅動信號直接通過變壓器變壓后獲取，未經過穩壓和濾波電路因此柵極都會有部分振蕩，但是該振蕩越小，IGBT抗干擾能力越強。從柵極振蕩來看，中科君芯650V系列KWBW60N65S產品優于國外品牌F器件。

總結：

通過以上實驗數據，表明君芯650V60A場截止型IGBT逆變焊機應用中，溫升性能表現優異，可持續負載時間更長。中科君芯自主研發的FS IGBT芯片技術已經和國際一線品牌水平相當。