中科君芯650V系场截止型IGBT在逆变焊机中应用

作者：    江斌  成星 

作者单位： 江苏中科君芯科技有限公司

摘要：在相同的逆变焊机平台上，分别测试IGBT的温升及Vge、Vce波形，对比分析中科君芯KWBW60N65S与国际品牌器件在逆变焊机当中的应用。

关键字：逆变焊机、中科君芯KWBW60N65S

1、前言

   IGBT （Insulated Gate Bipolar Transistor）全称为绝缘栅双极晶体管，作为逆变焊机中高频逆变的主要开关器件，其性能的优劣将直接影响焊机整体表现。随着国内工艺水平和设计能力的提升，国产IGBT开始进入焊机领域。中科君芯对焊机应用的650V系列IGBT采用目前国际最新的沟槽栅场截止型技术FS-IGBT技术。

焊机领域开关频率一般≥20kHz，为适应这一频率要求，特别针对开关特性和饱和压降进行折中优化，保证在降低开关损耗的前提下导通压降值不能有显著增加。

本文通过对中科君芯650V 系列FS-IGBT和国外主流器件在逆变电焊机上进行对比测试，分析探讨中科君芯IGBT在实际应用中的优异表现。

2、实验平台

本次测试所用焊机为某品牌逆变焊机，型号ZX7-250，输入220V，50Hz；输出120A，24.8V；开关频率41KHz，栅电阻15  Ω。. 机器初始设计用国际F品牌 单管，测试时用君芯FS-IGBT单管器件直接替换测试，未调整驱动电路。

3、温升对比实验

测试目的：对比在焊机应用中的温升性能。

测试结果：以下是器件壳温折线图。

结论：在该焊机平台测试6分钟，君芯器件与国个品牌F器件壳温相当，温升幅度基本保持一致，焊机工作正常未出现过温保护现象。

4、VGE、VCE波形对比测试实验

测试目的：测试对比在焊机应用中IGBT关断处的VGE、VCE波形

测试结果：

                 君芯器件关断Vp-p=19.2V                                            国外器件F关断Vp-p=24.8V

                 君芯器件关断处dv/dt =6040V/μs                             国外器件F关断处dv/dt =5234V/μs

结论：因栅极驱动信号直接通过变压器变压后获取，未经过稳压和滤波电路因此栅极都会有部分振荡，但是该振荡越小，IGBT抗干扰能力越强。从栅极振荡来看，中科君芯650V系列KWBW60N65S产品优于国外品牌F器件。

总结：

通过以上实验数据，表明君芯650V60A场截止型IGBT逆变焊机应用中，温升性能表现优异，可持续负载时间更长。中科君芯自主研发的FS IGBT芯片技术已经和国际一线品牌水平相当。