湖北台基半导体股份有限公司 台基股份 TECHSEM
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    湖北台基半导体股份有限公司位于襄樊市襄城南郊,岘山北麓,内资股份制企业。台基公司是湖北省09年13家上市重点后备企业、湖北省100家优秀纳税企业、省重合同守信用单位,湖北省著名商标和精品名牌企业。公司注册资本4420万元,主营TECHSEM牌晶闸管及其?榈难蟹、制造和销售,是中国功率半导体器件的主要制造商之一,综合实力位居国内功率半导体行业前三强。产品广泛应用于金属熔炼、工业加热、电机调速、软启动、发配电等领域,以品种齐全、质量可靠、服务诚信享誉和畅销全国,并销往欧美、韩国、台湾及东南亚等国家和地区。
    台基公司人才齐全,产能优势突出。现在职员工510人,其中享受国务院津贴专家1名,工程硕士8人,高级工程师12人,技术研发人员32人。公司是国家电力电子行业协会副理事长单位、湖北省高新技术企业,拥有省级企业技术中心。公司一直专注于大功率晶闸管及?榈难蟹、制造、销售及相关服务。目前,公司已形成年产80万只大功率晶闸管及?榈纳芰,是我国销量领先的大功率半导体器件供应商。经过持续的技术引进和自主研发,公司已经掌握大功率晶闸管的核心技术。目前,公司正在研制具有国际级技术水平的6500V全压接大功率晶闸管、焊接式?榈闹圃旒际跻约癐GBT的封装技术,技术水平位于国内同行前列。
   公司建立了遍及全国的销售网络,在国内拥有约850家直营客户(整机设备制造商),其中75家大客户为电力电子应用领域的龙头和骨干企业;同时还拥有49家特约经销商,5家一般经销商,触角延伸至全国各地,销售渠道在同业中具有明显的比较优势。报告期内,公司主导产品在国内连续保持年销售数量领先,销售收入前三位,其中在感应加热应用领域的市场占有率超过50%,保持全国前列。综合实力长期位居国内大功率半导体行业前三强。
    公司是国内大功率半导体器件领域为数不多的掌握前道(扩散)技术、中道(芯片制成)技术、后道(封装测试)技术并掌握大功率半导体器件设计、制造核心技术并形成规;钠笠。公司现拥有5项专利,8项专利申请权(其中2项发明专利申请权),22项非专利技术。公司主要技术人员累计参与起草了11项国家或行业标准。公司以技术中心总协调、以技术开发部为依托开展研发,并与华中科技大学联合设立仪华电力电子技术研究所(非法人机构);公司先后承担了国家发改委、科技部、商务部的国家级重点火炬计划项目等多项重点项目。
    公司2005年12月通过ISO9001:2000质量体系认证;2006年初公司产品通过了SGS通标公司的ROHS检测;2007年12月,公司产品通过了CE认证,并录入了铁道部《机车重要件定点验收目录》; 2009年7月,公司通过了ISO9001:2008质量体系认证。公司2004年起一直被评为高新技术企业。
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  电焊机用晶闸管?榈难≡裼胗τ  
[2009-4-1]    字号:[][][]
 
一、   概述:
电焊机在进行各种金属焊接时,根据焊接工艺的不同,对焊接时电弧的电压和电流有不同的要求,因此需要各种不同特性的交流或直流电源。例如,在点、凸、峰焊、电阻焊时需要调节焊接隔离变压器原边的电压大。ㄏ嗫氐餮够蚋谋渫ü闹懿ㄊ浚,属于晶闸管应用于交流调压;在各种氩弧焊、CO2气体;ず钢行枰氖侵绷鞯缭椿蚪恢绷鞣讲ǖ缭。
交流应用时,反并联的晶闸管串接在主回路中,直流调压应用时,晶闸管可以组成单、三相全控或半控或双反星型电路。改变晶闸管的导通角或控制晶闸管的开关时间即可达到调节焊接电压和电流的目的。
尤其是近几年来,CO2气体;ず富⒄贡冉涎杆,据报道,发达国家这种焊机占到百分之六十或七十的比例,我国该焊机所占比例很低,也就百分之二十左右。目前,国内CO2气体;ず富锌煽睾筒豢煽亓街,根据所用器件进行区分。采用整流的即为不可控;采用晶闸管整流的即为可控。全国以成都、广州及华东地区发展比较快。所选用的器件大部分是螺栓式晶闸管或二极管占有的比例也很大,其次是日本产的焊机专用整流?。
二、   电焊机晶闸管?榉掷嗉坝τ茫
电焊机中用的晶闸管?榘茨?樯⑷鹊装逵氲缂欠窬悼煞治敌秃头蔷敌土街,即俗称底板是否带电。绝缘型的?槎嘤迷诮涣骱富,如广泛应用于点焊、电阻焊机中的晶闸管?MTX系列;广泛应用于CO2气体;ず富、WSM普通焊机等MTG系列?。各焊机应用晶闸管?樵谙卤碇屑蚴觯
整机
种类
使用?
常见主回路形式
电路特点
 
 
S可控
硅直流
氩弧焊机
MFG
 
单相全波整流
 CO2
气保
焊机
MDG
 
双反星
并联
(带平衡电抗器)
 
CO2
气保
焊机
MTG
 
双反星
并联
(带平衡电抗器)
 
逆变
焊机
变频器
MDC  MDQ
MDS
 
单相或三
相整流桥
 
点焊机
MTX  MTC
 
电子开关
 
 
三、   CO2焊机专用晶闸管MTG?
l         ?槟诓康缏吠迹
 
 
 
l         焊机专用MTG?樘氐慵蚪椋
²        MTG?槭怯扇还惭艏д⒐芊庾霸谝黄鸬哪?榛峁棺榧。?槟诠苄静问攵院富氐阕派杓,额定结温高、通态压降低、通流和过载能力强动态性能的一致性好、耐疲劳性强,免除螺栓式晶闸管装机前参数挑选和配对的难题,提高工效。
²        焊机目前正朝?榛较蚍⒄,而且由于装配,调试,维修简单;整机装置美观大方等优点;能明显地提升焊机品位,因此?橛τ没嵩嚼丛焦惴。
l         适用焊机典型主回路形式适用于双反星并联带平衡电抗器电路
l         焊机额定输出电流对?榈难≡瘢杭卤
焊机型号
适用主回路
焊机额定输出电流
MTG
MTG(AA)
替代国外?樾秃
ZX5
WSM
NBK
 
双反星并联带平衡电抗器
 
200A
MTG100A/800V
MTG(AA)60A/400V
三社(SanRex)    PWB60A;
三菱(MITSUBISHI)
TM60SZ-M;
TM60SA-6
250A
315A
 
MTG150A/800V
MTG(AA)80A/400V
SanRex           PWB90A;
MITSUBISHI 
TM100SZ-M
TM90SA-6
英达             PFT9003N
350A
400A
 
MTG200A/800V

MTG(AA)130A/400V

SanRex           PWB130A;
MITSUBISHI       TM130SZ-M;
英达             PFT1303N
500A
630A
 
MTG250A/800V
MTG(AA)160A/400V
MITSUBISHI       TM150SZ-M;
英达             PFT1503N
 
MTG300A/800V
MTG(AA)200A/400V
SanRex           PWB200AA;
MITSUBISHI       TM200SZ-M
英达             PFT2003N;
注:上表中MTG型为普通压降?;MTG(AA)为低电压低导通压降型?。
l        焊机用?榈缌骱偷缪辜扑悖
         我公司MTG、MTG(AA)焊机专用?榭梢允褂迷诤芏嗖煌秃殴娓竦暮富,如ZX5普通焊机;WSM直流氩弧焊机;NBK CO2气体;ず富。这些焊机目前都采用流行的双反星并联带平衡电抗器主回路形式,如下图:

(双反星并联带平衡电抗器主回路)
²        该线路相当于正极性和反极性两组三相半波整流电路并联。每只晶闸管的最大导通角为 120º,负载电流Id同时由两个晶闸管和两个变压器绕组供给,每只管子承担1/6的Id,任何瞬时,正,负极性组均有一支电路导通工作。
²        该线路提高了变压器利用率,变压器磁路平衡,不存在磁化的问题。要求主变压器和平衡电抗器对称性好。
²        整流输出电压:Ud=1.17U2cosa。当负载电流小于额定值(Id)2~5%时,流过平衡电抗器的电流太小,达不到激磁所需的临界电流,平衡电抗器失去作用,其上的三角波形电压也就没有了,此时该线路输出电压与三相半波电路一样,该电压即为电焊机空载电压。输出电压:Ud=1.35U2cosa。
²        电阻R的作用是为电焊机在空载电压输出时,提供可控硅导通的擎制电流。因此擎制电流参数的大小或离散性对R的阻值有相当重要性。
实例:
1.         晶闸管耐压的选择(VRRM;VDRM):
       已知条件:空载电压:100V,额定输出电流:630A;暂载率:60%
根据公式:Ud=1.35U2cosa(大电流时:Ud=1.17U2cosa)对于双反星型并联电路,其对晶闸管耐压要求均为: U2。U2为变压器副边相电压。
根据Ud=1.35U2cosa计算U2=100V/1.35=74V?悸橇奖队嗔浚
        VRRM;VDRM=2 x 2.236 x 74V=331V.
因此选择耐压400V的晶闸管及?榧纯。
2.           晶闸管额定电流的选择(IT(AV)):
2.    先计算变压器副边流过的相电流(Ie):
由公式:Ie=1/2 x 0.577 x Id(适用双反星型并联电路,因两极性组并联,所以公式中需乘以1/2)。对于630A输出电流,Id=630A
所以:Ie=1/2 x 0.577 x 630A=182A(此值为交流有效值。需折算为平均值)
计算流过的晶闸管额定电流  (IT(AV)): 
                IT=Ie/1.57=182 A/1.57=116A
考虑选型需按1.5-2.0倍留一定的余量,按2.0倍计算
IT(AV) = (1.5-2.0) I T=116A x (1.5-2.0)=174A-232A
显然,通过以上的计算对于采用双反星型并联电路的ZX5-630;NBK-630;WSM-630焊机应选择MTG200-300A/800V或MTG(AA)130-200A/400V的?。最好选MTG250--300A/800V或MTG(AA)160-200A/400V的?. 当然,焊机可靠长期正常工作除了与?檎费⌒陀泄赝,与以下因素还有一定的关系:
²        焊机暂载率即额定负荷工作持续率(FS):
根据焊机行业标准此类焊机暂载率一般为:35%;60%;100%。其定义如下:
暂载率FS=负载满负荷持续运行时间(t)/[负载满负荷持续运行时间+休止时间] x 100% = t/T x 100%
上式中T为焊机的工作周期,它是负荷持续运行和休止时间之和。我国焊机行业规定,手工氩弧焊时T为5分钟;自动氩弧焊时T为10分钟;即工作6分钟,休息4分钟。
²        散热条件:
以上计算均是在假设散热条件足够的情况下考虑的。如果散热条件发生变化,对?榈难⌒鸵罂墒实痹龃蠡蚣跣。
l        其它线路焊机对?榈难⌒停
对于使用在三相半控全桥整流线路中的?镸TY;MDG,如下图,对器件通流能力要求更高,同等输出电流的情况下,该线路中的器件通过的电流是双反星并联线路中的两倍;但对耐压的要求低一倍。
 
 
 
实例:
已知条件:Id=630A;空载电压:100V
1、  器件耐压(VRRM;VDRM)的计算:
由公式:Ud=2.34U2Cosa,可以计算出变压器副边相电压U2=100V/2.34=43V;
考虑两倍的选择余量后VRRM;VDRM=2 x x U2=2 x 2.236 x 43V=191V
因此选择耐压200V-300V的器件足够。
2、  器件额定电流IT(AV的计算:
由于该线路相当于两组三相半波整流电路的串联,
根据公式:Ie=0.577 x Id; 可以计算出变压器副边相电流:
Ie=0.577 x Id=0.577 x 630A=364A(此值为交流有效值)
折算为平均值IT(AV= Ie/1.57=364A/1.57=232A
 考虑选型需按1.5-2.0倍留一定的余量,按2.0倍计算
IT(AV) = (1.5-2) IT =232A(1.5-2)=348A-462A
显然,目前没有如此大电流的?,应建议客户采用400-500A的平板式可控硅为宜。
以上两种线路对器件耐压和通流能力的要求是不一样的。后一种线路对器件耐压要求比前一种线路低一倍,但通流能力要求大两倍。
四、   使用?椴纷⒁馐孪睿
l     电力半导体?槭粲谖露让舾行云骷,使用时必须安装于散热器上。安装前首先用酒精将?榈装搴蜕⑷绕鞅砻娌潦酶删,待自然干燥后,在?榈装迳暇韧可希ú捎霉鲋椿毓龆磕ǎ┑既裙柚,导热硅脂刚好能够覆盖整个底板和散热器。安装之后可从散热器上取下?,检查?榈装逭銮蚴欠裢耆慈。
l     手册中额定电流[IT(AV)、IF(AV)]是在规定散热器、强通风冷(风速6m/s)和额定壳温Tc和纯阻性负载下得出的。若使用条件发生变化(如感性负载)额定电流就会下降。
l     散热器与?榻哟ッ嬗ζ秸,散热器的平面度≤ 0.03mm(12mil),确保良好的热传导,电极与铜排连接时,必须拧紧螺丝,并按下图方法将?榻艄逃谏⑷绕魃,紧固力矩按手册中要求执行。否则接触热阻变大,热量向管芯传递。
l     采用自然风冷散热时,散热器应垂直放置,以利于热量的循环。对?槎疃ǖ缌骱蜕⑷绕鞒ざ鹊难≡,相对于强制风冷情况下,?槎疃ǖ缌骱蜕⑷绕鞒ざ榷荚黾右槐段。
为确保使用时?榈慕嵛虏怀疃ń嵛拢═jm),建议采用温度;ご胧。 
 
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