#1995034

сварочные инверторы, изготовленные с использованием IGBT-полупроводников - в чем преимущество перед MOSFET-технологией?

когда сгорят транзисторы, то денежек за IGBT отдашь раз в 5 больше чем за Mosfet и устанешь их искать по магазинам

Реклама
Компактный сварочник от АО "ГРПЗ"

Надёжный сварочный инвертор ФОРСАЖ-180 от лидера авиаприборостроения.
Купить у производителя

Разница в транзисторах, друг мой, MOSFET - это полевые транзисторы, как правило каскадированные (спараллеленные), засчёт чего дешевле, а IGBT - биполярные транзисторы с изолированным затвором. Они сами по себе держут намного большие мощности, но намного дороже сами, а также управляющая схема подороже. Преимуществ в сварке - никаких, есть недостатки в сервисном обслуживании. Для IGBT инверторов не так-то просто найти запчасти.

mitin написал :
сварочные инверторы, изготовленные с использованием IGBT-полупроводников - в чем преимущество перед MOSFET-технологией?

В настоящее время параметры и цена ижбт и мосфет элементов очень близки. Существенных преимуществ одной перед другой практически нет в тех диапазонах мощностей, в которых применяются сварочные инверторы. Хотя, касаемо высоковольтной техники, то тут вес больше переходит на сторону ижбт транзисторов.

Регистрация: 27.03.2008 Нижний Новгород Сообщений: 470

Вот там выше товарищ правильно заметил, что при выходе из строя IGBT-инвертора, Вы замените в нем ВСЕ (!) ключи, а при выходе из строя MOSFET-инвертора, Вы замените их максимум два (например, САИ-200). Кто-то скажет: "Так, в современных IGBT-инвертора, обычно всего два IGBT-транзистора". Это верно, НО не всегда. В НЕОНАХ и им подобным их от 6 до 10. В BlueWeld-ах их от от 2 до 4, но там вместе с силовыми диодами вылетает весь драйвер. В "гусях" и Awelko их от 6 до 8 в этом случае ремонт вообще проблемматичен (а для гуся это МОГИЛА в полном смысле слова). В Asea летят IGBT-модули. Их стоимость от 2500 руб за штуку (нужен один).
Но, тем не менее весь мир переходит на IGBT - это дешевле для производителя. Дешевле по комплектации и по технлогии.

Основная разница в том, что с ростом напряжения питания инвертора потери на ключах у igbt растут гораздо медленнее, чем у mosfet, и при напряжениях 500...600В и более у igbt в этом плане уже существенное преимущество. Но при относительно низких напряжениях питания, где-то до 200...250В, потери меньше у mosfet. А вот в диапазоне 300...400В (тут как раз инверторы с однофазным питанием) типо пограничная зона, явных преимуществ нет ни у кого. Из неявных: при прочих примерно равных у igbt меньше входная ёмкость - проще управлять, и для изготовления igbt ключа нужен кристалл меньшей площади, из-за чего они чуть дешевле (если где-то за них ломят цену - это не иначе просто проделки розничных продаванов). Ну и к тому же технология mosfet уже почти исчерпала все теоретические возможности для улучшательства, а igbt сейчас развиваются гораздо живее.

kep, падёж ключей при отказе в силовой части скорее зависит от спецыфики в схематике и конструкции конкретной машынки, а не от того, igbt там или mosfet.

Регистрация: 27.03.2008 Нижний Новгород Сообщений: 470

чукча написал :
падёж ключей при отказе в силовой части скорее зависит от спецыфики в схематике и конструкции конкретной машынки, а не от того, igbt там или mosfet.

... возможно, но почему в тех же САИ летят только два, а в, например, Prorab IN160 (кажется, не ошибся в названии) всегда летят все четыре (IGBT HGTG30N60A4D, могут быть и другие). Управа Prorab IN160 один в один САИ. Там даже "та же торчащая платка" есть. Защита та же. Вторичный блок питания слегка модернизированный.

чукча написал :
из-за чего они чуть дешевле (если где-то за них ломят цену - это не иначе просто проделки розничных продаванов)

Это где же Igbt дешевле Mosfet? Не иначе продаваны во всем мире устраивают проделки
По этой ссылке стоимость Igbt HGTG30N60A4D 11евро
А здесь Mosfet K2837 стоит 40 рублей
И тот и другой стоят в аппаратах типа САИ. Разница в цене 1 к 10

bvale, цены - вапроц нежный. HGTG30N60A4D по 11 евро в каталоге Фарнелл - вряд ли это потолок, думаю можно найти и по 20, но это долго искать. Проще найти места, где они вполне доступны по 5-6 евро. На "митинском радиорынке" в г. Москва (вторая сцылка) попасть на левак гораздо проще, чем во многих других местах, но при ценах типо всего 40 рублей за некий "Mosfet K2837" ряды потерпевшых вряд ли когда поредеют. А тошибовский мосфет 2SK2837 не на митинском рынке стоит где-то 3 евро. Но чтобы на токе 20А у них статические потери были не больше, чем у одного HGTG30N60A4D, этих 2SK2837 нада 3-4 штуки параллельно, смотря для какой температуры кристалла. Вот и считайте...

Регистрация: 31.10.2009 Пушкино Сообщений: 1059

чукча написал :
с ростом напряжения питания инвертора потери на ключах у igbt растут гораздо медленнее, чем у mosfet, и при напряжениях 500...600В и более у igbt в этом плане уже существенное преимущество

Это утверждение не распространяется на схемы с рекуператорами реактивных ёмкостных коммутационных мощностей в цепях стоков и затворов mosfetов

Регистрация: 26.02.2006 Санкт-Петербург Сообщений: 3083

Уважаемые коллеги, спор беспредметен. Особой разницы в обоих технологиях на уровне сварочного инвертера нет. Просто в схемах с IGBT меньше элементов, особенно тех, которые надо крепить на радиаторы.
Реальное преимущество IGBT начинается с токов в килоамперы и напряжений с киловольта.

Вопрос задан для того ,чтобы выбрать из двух инв. сварочников - один - клон САИ-200 (по кр. мере внешне) , а вот второй - Первый стоит 5600 р, второй - 6200 р. Какой взять (выбирается заочно)?

И тишина...уж много лет...

да варит народ наверное, а не языком чешет.
за те 5 лет от мосфет даже подпольный кетай отказался.

чукча написал :
Основная разница в том, что с ростом напряжения питания инвертора потери на ключах у igbt растут гораздо медленнее, чем у mosfet, и при напряжениях 500...600В и более у igbt в этом плане уже существенное преимущество. Но при относительно низких напряжениях питания, где-то до 200...250В, потери меньше у mosfet. А вот в диапазоне 300...400В (тут как раз инверторы с однофазным питанием) типо пограничная зона...

kep, падёж ключей при отказе в силовой части скорее зависит от спецыфики в схематике и конструкции конкретной машынки, а не от того, igbt там или mosfet.

Хочу согласиться с этим мнением.
Внесу небольшую лепту в ваш диалог. Я не особый электронщик, но по опыту производства наших сварочных аппаратов Торус (а они у нас на мосфете) и общения с разработчиками хочу добавить, что еще отличие в "переключении ключей". В диапазоне работы 300-400В Igbt происходит "жесткое переключении ключей", на мосфет более "мягкое". Это сказывается на долговечности транзисторов. Т.е. ключи у мосфет переключаются как бы резче, сигналы более правильной прямоугольной формы. А на igbt - с небольшим "затуханием". Если грубо, то новый импульс у igbt открывается, при не полном закрытом предыдущем. Это не совсем нормальное состояние работы транзистора, что укорачивает его жизнь.
Я извиняюсь, мож и не совсем корректно объяснил или не так сказал, поправьте.
А про перспективу мосфета.. Ну, что знаю, эту модельку евм .
В перспективе у нас Торус легко может быть при ПВ100% на токе 250-260А, при сохранении тех же размеров и веса 5,7кг. На замену Торус 255. Только нужно ли это кому-нить? )). Так, для источника тока, мощного и легкого. Возможно и будет.

Валери2001 написал :
Хочу согласиться с этим мнением.
А на igbt - с небольшим "затуханием". Если грубо, то новый импульс у igbt открывается, при не полном закрытом предыдущем. Это не совсем нормальное состояние работы транзистора, что укорачивает его жизнь.

Иногда это называют эффектом "хвоста" IGBT. Вызвано это структурой этого составного транзистора, в котором полевой транзистор на входе и биполярный на выходе. Частотный диапазон IGBT как правило уже чем у полевых транзисторов. По крайней мере пока. Вместе с тем, как уже было отмечено выше, при обеспечении равных статических потерь IGBT выйдет дешевле.

Регистрация: 26.07.2013 Подольск Сообщений: 2081

Валери2001 написал :
В перспективе у нас Торус легко может быть при ПВ100% на токе 250-260А, при сохранении тех же размеров и веса 5,7кг. .

Где доказательства на прогоне? (Часа 3-5)
И не надо меня лечить,типа форсажа,горстарта и антистика там нет.
Вы хотя бы знаете как это всё грамотно должно быть реализовано? (расчитано на тупого сварного наверно)))))
На вэбсварке в видео всё показали..
Графики-цЫфры,ВАХ чтобы все видели!!! (на вашем стенде) Слабо?
Торус как сварка так себе..(варил 200 и 200С),выпрямители и то варят лучше. А уж запредельные токи и ПВ на "самопале" сделать не сложно.

Регистрация: 18.09.2011 Санкт-Петербург Сообщений: 1406

Валери2001 написал :
А про перспективу мосфета.. Ну, что знаю, эту модельку евм выпускают на них.

Пико 180, на мосфетах? Что-то, как-то, весьма сомнительно... 162-й на игбт.

Валери2001 написал :
Т.е. ключи у мосфет переключаются как бы резче, сигналы более правильной прямоугольной формы. А на igbt - с небольшим "затуханием".

Не факт, мяхко говоря, потому что:
1) у mosfet по сравнению с igbt при прочих примерно равных в несколько раз больше входная ёмкость, и далеко не каждый драйвер ключа сможет перезарядить такую ёмкость достаточно быстро;
2) igbt последних поколений вообще практисски не уступают mosfet в плане "резче".

Валери2001 написал :
Если грубо, то новый импульс у igbt открывается, при не полном закрытом предыдущем. Это не совсем нормальное состояние работы транзистора, что укорачивает его жизнь.

То ли вы не так поняли, то ли разрабы ваши что-то не то вам рассказали. Т.н. "хвост" при закрывании igbt имел место быть только у самого первого поколения igbt, ну может ещё частично у второго. Сейчас они уже восьмого поколения, если не больше.

x-men написал :
Иногда это называют эффектом "хвоста" IGBT. Вызвано это структурой этого составного транзистора, в котором полевой транзистор на входе и биполярный на выходе.

Эта проблема неактуальна уже минимум как лет 15, а скорее 20, см. выше.

ASN написал :
Пико 180, на мосфетах?

да.
сейчас делают опытный образец на так называемых IGBT new, но они будут только с VRD, и продаваться в Европе (в лучшем случае) с конца этого года.

ASN написал :
162-й на игбт.

да.
220 тоже на игбт.

Регистрация: 18.09.2011 Санкт-Петербург Сообщений: 1406

Интересно, чем же обусловлены такие особенности схемотехники ЕВМ, что именно у 180-го мосфеты, у остальных ИГБТ.

чукча, хвост просто стал меньше. Прогресс конечно большой, но принципиально это явление в каком то виде будет всегда. Потому что хвостом называется остаточный ток коллектора биполярного транзистора, имеющегося в lgbt, возникающий из-за процесса рассасывания носителей в области базы после запирания транзистора.

Регистрация: 06.02.2011 Нижний Новгород Сообщений: 1040

Неоны не были никогда на МОСФЕТ-ах. 180-й на ИГБТ. Ранее 200 амперные были просто на биполярах. Теперь и они на ИГБТ.
И Пико 162 на ИГБТ. IXGH40N60C2.
Так что там в обсуждении какую то дурь написали.

tehsvar написал :
Неоны не были никогда на МОСФЕТ-ах.

А ЕВМы и Неоны, это одно и то же?

чукча написал :
Но чтобы на токе 20А у них статические потери были не больше, чем у одного HGTG30N60A4D, этих 2SK2837 нада 3-4 штуки параллельно,

А сколько нужно IGBT , чтобы статические потери на них сравнялись с баяном из трёх STW48NM60N на токе 60А?
Хотя, я не встречал больше двух IGBT впараллель.

Регистрация: 13.08.2011 Ярославль Сообщений: 4137

Ниже 1,5в на IGBT всё равно не будет сколько их не баянь, а вот на полевиках в лёгкую

Регистрация: 06.02.2011 Нижний Новгород Сообщений: 1040

нищеброд написал :
А ЕВМы и Неоны, это одно и то же?

А при чём тут одно и то же?
Дана ссылка на обсуждение этих двух аппаратов. Там сказано, что Неон на МОСФЕТ-ах, что неверно.

ASN написал :
Интересно, чем же обусловлены такие особенности схемотехники ЕВМ, что именно у 180-го мосфеты, у остальных ИГБТ.

tehsvar написал :
Неоны не были никогда на МОСФЕТ-ах. 180-й на ИГБТ.

Возможно, я что-то не понял.

Просто на такие киловольты и килоамперы, на которых IGBT работают, MOSFET-ы пока еще не изобрели и не придумали. А в сварочных инверторах они их постепенно вытесняют, зато в низковольтных инверторах, где большой ток, мосфет пока незаменим. Да и вообще быстро зарядить и разрядить затворную емкость мощного мосфет-а можно только двухтактным драйвером, управляемым противофазными сигналами, когда один полевик драйвера быстро заряжает емкость, а другой закорачивает затвор на массу и быстро сбрасывает заряд. Никакие резюки и кондюки сделать этого не смогут.

Serafim написал :
А в сварочных инверторах они их постепенно вытесняют

Всё зависит от поставленной задачи. Если нужно максимально снизить потери в преобразователе, то альтернативы полевикам просто нет.
Выбор драйверов (разумеется двухтактных) просто огромный .
Кто кого вытесняет - вопрос открытый. Поживём - увидим.

Регистрация: 06.02.2011 Нижний Новгород Сообщений: 1040

нищеброд написал :
Возможно, я что-то не понял.

В этой ссылке, на которую сослался Валери2001, идёт обсуждение ЕВМ 180 и НЕОН 180. Там указано, что Неон на МОСФЕТ-ах, что не так.

Вот выдержка из текста -
""трансформатор типа «тор» на феррите намотан с запасом по мощности медной намоточной многожильной проволокой; установлены мощные полевые транзисторы MOSFET; схема инвертора работает на частоте до 30 000 Гц.""
После этого верить таким проверяльщикам аппаратов весьма проблематично.
А так, да. На сварочные свойства аппаратов, структура транзисторов никак не влияет, что я уже не раз говорил.