弧焊逆变电源广泛使用于造船、机械、轿车、电力、化工、石油、轻工业、航天、国防工业等 部分。近年来大功率电力电子器材IGBT以其共同的长处遭到很多厂家的喜爱，并逐渐使用于现代弧焊逆变电源中。但是弧焊逆变电源作业环境恶劣，其负载决议了其作业电流改动剧烈。
假如咱们对IGBT功能和特色存在模糊认识并且在操控办法和维护技能等方面未采纳有用的办法，则很有或许会损坏IGBT，然后使人们开端置疑IGBT的质量是否真实契合材料上所列出的各项参数。本文针对以上问题介绍了一种使用电路硬件维护和单片机操控程序维护相结合的办法来对 IGBT进行有用的维护。
IGBT 的作业原理
1 IGBT结构
IGBT结构上与MOSFET十分类似，仅仅多了一个
IGBT的作业原理：IGBT由栅极电压正负来操控。当加上正栅极电压时，绝缘栅下构成沟道，MOSFET导通，相当于
2 IGBT安全作业区
在IGBT开关进程中，大电流和大电压的堆叠形成首要的功耗，一起接受较高的di/dt和dv/dt即电流电压应力。特别是运转在PWM硬开关状况下， 这是影响牢靠性的重要原因。为了确保其安全牢靠的作业，不只有电流电压的约束，还必需使其动态进程的运转轨道在安全作业区内。
如图2所示，正偏安全作业区 FBSOA是指栅极加正向电压时的安全作业区，对应于导通状况。三条鸿沟别离对应答应电流、答应电压和答应功耗。跟着导通时刻添加，功耗和温升添加，安全作业区缩小。
IGBT关断时为反向偏置，对应安全作业区为反偏安全作业区RBSOA。除了电流电压鸿沟外，另一鸿沟为器材关断后的重加电压上升率。因而，电压改动率越大，安全作业区越小。实践上便是因为IGBT动态擎住效应的约束的原因。
所以在弧焊逆变电源的规划中，约束过电流和过电压、改进器材的运转特性以及降低功耗，都有重要的含义。在不同的作业状况下，确保IGBT在安全作业范围内并处于较好状况下，是进步整机牢靠性的关键技能。
IGBT的维护办法
因为其结构和安全作业区知IGBT的牢靠与否首要由以下要素决议：
1、栅极与发射极电压
2、集电极与发射极电压
3、流过集电极的电流
4、IGBT的结温
以上的四个要素在作业环境恶劣的弧焊逆变电源中都是需求留意的，尤其是第二项和第三项是咱们在规划维护电路中要点考虑的内容。
1 IGBT栅极的维护
IGBT的栅极-发射极驱动电压
这时若集电极和发射极处于高压状况时，会使IGBT发热，极易引起IGBT损坏。为防止此类情况产生，可在IGBT的栅极与发射极间并接一只50~100欧姆的电阻，此电阻应尽量挨近栅极与发身极。如图3所示。
2 集电极与发射极的过压维护
弧焊逆变电源进入焊接状况时，输出端即从空载转入挨近短路状况，这时要求输出电流有必要处于所需求的安稳状况。理论上，选用恒流闭环操控体系即可以操控电源的短路电流，但实践短路时，输出电压很低，即IGBT的作业脉宽很窄，才干确保输出电流安稳，这就形成了IGBT在很短的导通期间，吸收电容未分放电而立刻关断，且因散布电感和漏感的影响，IGBT的关断是在接受较高的反压下进行的，极易使IGBT损坏。
为了使IGBT关断过电压能得到有用的按捺并削减关断损耗，需求给IGBT主电路设置关断缓冲吸收电路。IGBT的关断缓冲吸收电路分为充放电型和放电阻挠型，从吸收过电压的才干上来说，充放电型作用较好，所以可在弧焊逆变电源中的IGBT过压维护缓冲电路可选用图4所示缓冲吸收电路：
在此硬件电路的基础上，结合单片机的操控体系可检测输出电压低于某一设定值时，单片机便以为负载电弧是处于短路状况，这时单片机便对IGBT的最小脉冲宽度进行约束，以确保吸收%&&&&&%有满足的放电时刻，然后下降IGBT的关断反向电压。
一起为确保输出电流安稳，单片机在判别输出为短路时将逆变器的等脉冲宽度调理(PWM)变为频率调理操控(PFM)，即脉冲分频操控，输出电压越低，输出脉冲的频率越低。其单片机程序进程如图5所示：
这与传统的简略限流或直接封闭IGBT的操控办法有实质的差异，它是使用单片机的智能性改动其作业办法来维护IGBT的安全，然后牢靠的确保IGBT的安全。
3 过流维护
过流对IGBT来说，是产生原因最杂乱、产生次数最多、损坏概率最高的事情，也是国内弧焊逆变电源简单损坏的首要原因。IGBT正常作业时，导通期间的电流包含注册时的尖峰、折算到原边的焊接电流和关断时的拖尾电流。
在规划IGBT的过流维护时，首要可采纳以下三条办法：首要挑选IGBT器材时，使其最大作业电流只占IGBT 的30%左右，其意图便是要使IGBT的安全作业区尽或许在一些，以防止IGBT的擎住效应;其次针对元器材失效等偶发性毛病，如输出失控、IGBT损坏、功率变压器击穿、短路、高频整流快康复二极管损坏引起的过电流行为.
应规划维护电路为当即维护型。即维护电路动作后，堵截供电电源，中止逆变电源作业;最终，对元器材并没有失效，而是因为某种其它原因如负载忽然加大形成的过流，可测验选用一种慢降栅压的电路来完成如图6：
假如单片机在延时完毕后，毛病信号仍存在则由单片机堵截一切IGBT的输入脉冲，设备中止作业，此刻要经过手动复位才干康复正常作业。这种电路既能维护逆变电路和IGBT的安全，又不会在瞬时过流时中止逆变电源作业所以是一种十分有用的维护办法。
4 过热维护
在焊接作业时因为作业环境恶劣，流过IGBT电流很大，并且开关频率较高，所以器材的损耗也较大，假如热量不能及时散掉，使结温Tj超越Tmax ，则会引起IGBT的损坏，在热规划时还要考虑在短路和过载时，IGBT也不能过热而损坏。
恰当加大散热体系是维护焊接电源正常作业的必要条件，但因为散热体系不或许无约束扩展，所以要在挨近IGBT处装置一温度继电器来检测IGBT的作业温度。当温度超越所设定的最高温度时堵截IGBT的输入，维护其安全。
最终：本文介绍了使用硬件维护电路并结合单片机的程序对弧焊逆变电源中IGBT进行维护的办法和办法。该办法不只从硬件电路上规划了牢靠的维护电路，并且还使用单片机的程序来对设备作业状况进行判别后挑选作业办法来直接对IGBT进行维护.
这样不只维护了IGBT的安全还确保了该电源即便在恶劣的环境的中也能牢靠安稳的作业。所以在实践使用中只需咱们考虑到IGBT的不同容量、类型并参阅以上办法采纳相应的维护办法就可以到达满足的作用。
