Транзистор igbt как проверить: Как проверить IGBT транзистор мультиметром | Энергофиксик

Содержание

Как проверить IGBT транзистор мультиметром | Энергофиксик

Здравствуйте уважаемые посетители моего канала! В этом материале мы продолжаем с вами знакомиться с правилами проверки различных элементов электроники. И сегодня нашим героем станет IGBT транзистор.

IGBT транзистор

IGBT транзистор

Немного теории

За основу работы биполярных транзисторов с изолированным затвором взято использование n – канального МОП – транзистора небольшой мощности для коммутирования мощного биполярного транзистора. В данном устройстве получилось соединить все самое лучшее от биполярного и полевого транзисторов.

Биполярные транзисторы с изолированным затвором (БТИЗ) нашли самое широкое применение во многих современных электроприборах. Так, например, большинство современных сварочных аппаратов обязательно в своей конструкции имеют сборку из IGBT транзисторов.

Графически данный элемент изображается следующим образом.

Графическое обозначение транзистора на схемах где G — Затвор, C- коллектор, E — эмиттер.

Графическое обозначение транзистора на схемах где G — Затвор, C- коллектор, E — эмиттер.

Проверяем IGBT транзистор мультиметром

Ну а теперь давайте от слов перейдем к делу и проверим мультиметром транзистор STGW45HF60WD.

Транзистор и мультиметр MASTECH MY62

Транзистор и мультиметр MASTECH MY62

Для начала нам нужно выяснить, где у элемента эмиттер, коллектор и затвор. Для этого открываем любой поисковик и ищем Datasheet на наш элемент.

Datasheet испытуемого транзистора

Datasheet испытуемого транзистора

После того как мы узнали назначение каждого вывода, можно приступать к проверке работоспособности. Для этого берем мультиметр и ставим регулятор на прозвонку и производим замер между затвором и эмиттером.

Как проверить IGBT транзистор мультиметром

Тем самым мы проверим наш транзистор на возможный «коротыш». Если мультиметр показывает «1», значит все в норме и можно продолжать измерения, а если прибор покажет «ноль», то изделие неисправно.

Теперь щупами производим замер между затвором и коллектором, так же проверяя на возможное короткое замыкание.

Как проверить IGBT транзистор мультиметром

Далее с помощью перемычки или любого металлического предмета перемыкаем вывода транзистора на пару секунд. Тем самым мы гарантировано закроем его.

После этого вновь берем мультиметр и «минус» (черный щуп) соединяем с коллектором, а «плюс» (красный щуп) с эмиттером. При этом на дисплее мультиметра вы увидите падение напряжения на внутреннем диоде.

Как проверить IGBT транзистор мультиметром

Теперь меняем щупы местами и мультиметр должен показать «1». Это означает, что в транзисторе нет утечки и внутреннего замыкания.

Как проверить IGBT транзистор мультиметром

Кроме этого вы можете собрать простенькую схему, с помощью которой вы так же гарантировано проверите работоспособность транзистора даже без проверочного оборудования.

Схема проверки транзистора сторонним источником питания и лампой на 12 Вольт

Схема проверки транзистора сторонним источником питания и лампой на 12 Вольт

Так если кнопка будет зажата, то лампочка будет гореть, а в отжатом положении нет.

Вот таким нехитрым способом можно проверить работоспособность IGBT (БТИЗ) транзистора. Если вам понравился материал, и вы хотите видеть в своей ленте больше подобного, тогда ставим лайк и подписываемся. А в комментариях вы можете написать на какую тему вы хотите почитать статью.

Как проверить IGBT транзистор мультиметром

Чтобы проверить IGBT транзистор мультиметром, необходимо разобраться с понятием биполярного устройства. Тестер при его проверке способен функционировать в разных режимах. Для прозвонки надо следовать инструкции.

Что такое IGBT транзистор

IGBT транзистор — это биполярный элемент, изготовленный с изолированным затвором. Он используется в системах управления и предназначен для понижения, повышения напряжения. У элементов высокий показатель сопротивления. По характеристикам они схожи с компонентами MOSFET.

MOSFET

Принцип действия

Работа транзистора построена на изменении сопротивления. Элемент включает коллектор, эмиттер, который принимает на себя напряжение. Когда сигнал поступает на проводник, сопротивление уменьшается. Уровень тока зависит от площади контакта. Эмиттер предназначен для сильных токов, осуществляет переход транзистора. Происходит смещение, цепь открывается. Электронный заряд перебегает на базу.

Важно! Роль коллектора — усиление слабого сигнала. Увеличение напряжения на выходе происходит постепенно.

Назначение

Биполярные транзисторы востребованы в разных отраслях. Больше всего они устанавливаются в блоках питания и в инверторах. Если рассматривать сварочный приборы, они находятся на платах управления. Электротранспорт также не обходится без биполярных компонентов. Электровоз, трамвай управляется за счёт них.

Трамвай

Интересно! Бытовые приборы частично содержат элементы. К примеру, IGBT могут встречаться в вентиляционных устройствах, насосах.

Проверка на работоспособность

Проверка IGBT транзисторов мультиметром происходит поэтапно:

  1. тест затвора,
  2. замыкание цепи,
  3. связь с коллектором.

Используя мультиметр, легко разобраться, как проверять IGBT, даже не имея схемы. Если плата управления не отвечает на сигналы, имеет смысл узнать проводимость компонентов. Поскольку в устройстве имеется три выхода, положение щупов мультиметра придется изменять. Действовать необходимо в режиме «прозвонка».

Прозвонка мультиметром

В зависимости от модели используются разные обозначения. Если рассматривать мультиметры российского производства, у них режим обозначается стрелкой вправо.

Щупы устанавливаются в разъемы COM и мА. Важно подвести контакты к затвору и эмиттеру. На транзисторе они располагаются по краям. Если устройство работает нормально, мультиметр покажет «1».

Вторым шагом проверяется связь между коллектором и затвором. Замыкание в цепи приводит к появлению значения «0» на дисплее. Если всё хорошо, раздастся звуковой либо визуальный сигнал. Далее требуется определить связь между эмиттером и затвором. Мультиметр должен быть установлен в режиме прозвонки. Однако теперь интересует напряжение в цепи.

Проверка IGBT

У отечественных моделей оно обозначается, как «V/Ω». Щупы подсоединяются к диоду. Если утечка отсутствует, на экране показывается единица. Распространенной считается схема с использованием 12-вольтовой лампочки. Тумблер устанавливается на выходе. Когда транзистор пропускает ток, лампочка горит.

Важно! Если контакт разорван, индикатор не сработает. Для лампочки требуется источник питания.

Индикатор мультиметра

Используя мультиметр китайского производителя, тестер необходимо настроить. В режиме сопротивления выставляется значение «-2000». Первым делом осуществляется проверка базы коллектора, далее устанавливается связь с эмиттером. Проще всего работать с цифровым тестером. В данном режиме нормальным считается показатель «500 Ом». Электрики также прозванивают компонент в режиме проверки диодов.

Цифровой тестер

Недостаток метода кроется в том, что элемент должен быть отсоединен от цепи. Прикасаться к затвору во время измерения запрещено. В противном случае уменьшается сопротивление и мультиметр не покажет точное значение.

Теперь понятно, как проверить IGBT транзистор мультиметром. Рассмотрен принцип действия, особенности элементов. Необходимо разбираться в режимах мультиметра, знать инструкцию.

Транзистор IGBT-принцип работы, структура, основные характеристики

Силовой транзистор IGBT управляется с помощью напряжения, подаваемого на управляемый электрод-«затвор», который изолирован от силовой цепи. Полное название прибора: биполярный транзистор с изолированным затвором.

Характерная черта для этого транзистора – очень малое значение управляющей мощности, использованной для коммутационных операций существенных токовых значений силовых цепей.

Рис. №1. Эффективность использования технологий на основе мощных IGBT

-транзисторов

Преобладающее значение приобрело его использование в цепях силового предназначения для частотных преобразователей, для двигателей переменного тока, мощность, которых может доходить до 1 МВт. По своим вольтамперным характеристикам он считается аналогом биполярному транзистору, однако качественные энергетические показатели и чистота коммутационных действий намного выше, чем качество работы других полупроводниковых элементов.

Постоянно совершенствующиеся технологии позволяют улучшить качественные характеристики транзисторов. Созданы элементы, рассчитанные на большую величину напряжения, выше 3 кВ и большие значения тока до нескольких сотен ампер.

Основные характеристики мощных IGBT-транзисторов

 

  • Напряжение управления – это разрешенная проводимость, которая отпирает или запирает прибор.
  • Открытое проводящее состояние характеризуется падением напряжения, определяемым пороговым напряжением и внутренним сопротивлением, величина максимально допустимого тока.

Для применения в конструкции регуляторов скорости используются транзисторы, рассчитанные на рабочие частоты в пределах до нескольких десятков килогерц.

Преимущества IGBT транзисторов

  • Высокая плотность тока.
  • Практически отсутствие потерь статического и динамического типа.
  • Отсутствие управляющего тока позволяет не прибегать к использованию гальванически изолированных схем для работы и управления с применением дискретных элементов и предоставляет возможность создания интегральных схем – драйверов.
  • Стойкость к воздействию короткого замыкания.
  • Относительная простота параллельного соединения.

При разработке схем включения с транзисторами IGBT необходимо обращать внимание на ограничение значения максимального тока. Для этой цели используются следующие методы – это: правильный выбор параметров тока защиты и подбор резистора затвора Rg, а также применение цепей, которые формируют траекторию переключения.

Структура IGBT

Закрытое состояние прибора характеризуется напряжением, приложенным к области n-, она находится между коллектором и эмиттером. Проводящий канал появляется при воздействии на затвор положительно заряженного потенциала в p-области, он обозначается как пунктирная линия. Ток из балласта идет из области n- (с минусом) в область n+. При этом происходит открытие МОП-транзистора, что делает возможным открытие биполярного транзистора с p-n-p перехода транзистора.

Рис. №2. Структура транзистора

IGBT.

Эквивалентом структуре транзистора IGBT можно считать схему подключения транзистора, где n-канальный полевой транзистор выполнит роль промежуточного звена (динамического сопротивления), уменьшаемого в открытом состоянии IGBT. Он пропускает через базовую область биполярного транзистора с p-n-p-переходом, при этом происходит уменьшение остаточного напряжения в области n-. Опасность для схемы может представлять так называемый «паразитный биполярный транзистор», он может перейти в открытое состояние, называемое эффектом защелкивания, что влечет потерю управляемости.

Рис. №3. Схема включения транзистора IGBT эквивалентная структуре транзистора.

Применение IGBT-транзистора

Одной из важных сфер использования солового транзистора – это использование в сетях с напряжением 6,5 кВ для создания безопасной и гарантированно надежной работы электроустановок в режиме короткого замыкания.

Для ограничения токов к. з. и приближению их к величине, которая не приведет к повреждениям оборудования. Они выполняют ограничение напряжения на затворе до уровня, не превышающем U = 15,3В.

Это достигается с помощью применения следующих мер:

  1. Ограничение величины напряжения на затворе с помощью привязки к фиксированному уровню напряжения. Это возможно в том случае, если драйвер затвора обладает источником стабильного напряжения. Основной способ -добавление в схему диода с малым падением напряжения, например, диод Шотки. Высокая эффективность меры достигается снижением индуктивности цепи между клеммами источника и затвора.
  2. Ограничение значения напряжения на затворе с помощью присоединения в цепь между эмиттером и затвором — стабилитрона. Эффективность метода достигается максимально приближенным монтажом диодов к вспомогательным клеммам модуля. Для этой цели должны использоваться диоды с очень маленьким температурным дрейфом и разбросом, примером могут служить диоды ограничивающие переходные напряжения (диоды типа: 1,5КЕ6,8Са и 1,5КЕ7,5СА двунаправленные).
  3. Включение в схему отрицательной эмиттерной обратной связи. Этот метод возможен после подключения эмиттера драйвера затвора к основным клеммам эмиттера модуля. Эмиттерная связь обратного действия способствует эффективному ограничению напряжения на затворе.

Примеры расчета IGBT-транзистора

Выбор транзистора производится по следующим условиям, например, для преобразователей напряжения с резонансным контуром.

  • Транзистор должен переключался при значении нулевого тока.
  • Форма токовой синусоиды относительно силовых ключей должна быть аналогична к собственной частоте контура и составляет 100 кГц.
  • Амплитуда тока должна соответствовать средней мощности, например, как 40 А к 2000 Вт.
  • Определение максимального значения напряжения и максимальной частоты переключения транзисторов при условии, что плечи транзисторов должны работать в противофазе.

Для подбора драйвера IGBT транзистора руководствуются параметрами управления затвора, необходимого для коммутирования отпиранием и запиранием силового полупроводника. Для определения мощности управления нужно знать величину заряда затвора Q gate, частоту коммутации (fin) и реальный замеренный размах напряжения на выходе драйвера ΔVgate

 

Формула заряда затвора:

где время интегрирования должно не превышать время на управление выходных напряжений драйвера до их окончательных показателей, или при достижении выходного токового значения драйвера близкого к нулю.

Выбор максимальной величины тока управления  затвором определяется по упрощенной формуле:

Зависит от осцилляции величины тока на выходе. Если осцилляция тока управления затвором есть, то значение пикового тока должно быть очень большим, а его величина должна определяться исключительно с помощью измерения.

Не менее важны условия учета размаха выходного напряжения. Наихудший случай – это максимальное значение размаха на затворе, измеряется по реально существующей схеме.

Необходим учет максимальной рабочей температуры, руководствуются значением характерным для условия естественной конверсии без использования принудительного охлаждения.

Максимальная частота коммутации, она должна быть максимально-допустимая. На выбор оказывает влияние результирующая выходная мощность и рассеиваемая мощность резистора, используемого в цепи затвора.

Максимальный ток управления зависит от величины пикового тока, который может протекать через реальный контур управления затвором без появления осцилляций.

Проверка мощных IGBT-транзисторов

Проверка силового транзистора возникает при необходимости ревизии сгоревшего транзистора, например, при ремонте сгоревшего сварочного аппарата или с целью подбора пары для устройства, с тем, чтобы убедится, что это не «перемаркер». Проверку осуществляем с помощью мультиметра: прозваниваем вывода коллектора и эмиттера в обоих направлениях, так мы убедимся в отсутствии короткого замыкания. Входную емкость затвор-эмиттер заряжаем отрицательным напряжением. Осуществляется с помощью кратковременного и одновременного прикосновения щупом «СОМ» мультиметра затвора и щупом от гнезда «V/Ω/f» — эмиттера.

Рис. №4. Проверка транзистора IGBT.

Для проверки необходимо убедиться в рабочей функциональности транзистора. Заряжаем емкость на входе затвор-эмитер положительным напряжением. Это можно сделать, коротко прикоснувшись щупом мультиметра «V/Ω/f» — затвора, к щупу«СОМ» — эмиттера. Проверяем напряжение между коллектором и змиттером, оно должно быть не больше 1,5В, меньшая величина напряжения характерна для низковольтных транзисторов. Если напряжения мультиметра не хватает для открытия и проверки транзистора, входная емкость может заряжаться от источника постоянного напряжения со значением до 15 в.

Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.

Похожее

Проверка различных транзисторов: правила и рекомендации

≡  20 февраля 2017   ·  Рубрика: Дача   

А А А

Транзистор считается исправным, если он не пропускает ток в закрытом состоянии, а в открытом состоянии его пропускает и наоборот содействует его усилению. Проверка мультиметром hfe рекомендована и наиболее развита.

Как прозвонить транзистор: настройка мультиметра

Любой мультиметр, в котором есть специализированный режим, который изображен на приборе пиктограммой диода. Выводы мультиметра необходимо подсоединять подобно подсоединению в режиме сопротивления: черный провод – к порту СОМ, а красный – к выходу измерения сопротивления, частоты и напряжения. В устаревшем аналоговом приборе может не быть такого режима, благодаря этому необходимо установить на приборе режим измерения сопротивления и установить самый высокий измерительный предел выключателя.

Как выверить

биполярный транзистор?

Биполярный транзистор собой представляет чередование полупроводников. Отличаются pnp и npn-типы. Проверка делается подобно проверке диодов.

Выверить исправность можно, следуя таким рекомендациям:

  1. Чтобы правильно присоединить выводы мультиметра к выводам транзистора, нужно определить нахождение базы, коллектора и эмиттера. Для определения базы подсоединяем черный щуп ориентировочно базисному первому электроду, а второй (красный) – в первую очередь к другому, после к третьему. Менять местами щупы необходимо, пока мультиметр не покажет определенное падение напряжения. Потом можно подчеркнуть, что эта пара – «база-коллектор» либо же «база-эмиттер». Нахождение эмиттера и коллектора можно определить, применяя цифровой мультиметр. Очень часто, сопротевление и падение напряжения чуть больше у эмиттерного перехода.
  2. Необходимо установить прибор для измерений в обычный режим измерения сопротевлений. Примерный измерительный предел, который нужно выставить -2000.
  3. Мультиметр подсоединяется к каждой паре контактов в 2-ух направлениях. Проводятся измерения и сравниваются результаты.
  4. Биполярный транзистор можно считать работоспособным, если во время измерения одной полярности на мультиметре показано существование конечного сопротивления, а при обратной — показывает единицу. Выпаивать деталь из платы при этом не надо.

Как выверить igbt транзистор?

Проверку транзисторов с изолированным затвором не предлагается делать своими руками, так как изготовители подобных деталей, в основном, их тестируют. Самостоятельную проверку необходимо делать со всей внимательностью, чтобы не повредить радиодеталь.

При тестировании необходимо держаться подобных правил:

  1. Мультиметр должен работать в режиме проверки диодов.
  2. Удалить токопроводящий материал и замкнуть базу на эмиттер можно лишь тогда, когда деталь пребывает вне схемы.
  3. Нужно присоединить ИП к затвору и коллектору, после к затвору и эмиттеру и померять сопротевление. Если прибор рабочий, измеренной сопротевление будет равно бесконечности.

Как выверить полевой транзистор?

Полевые транзисторы являются более чувствительными, чем биполярные, ведь управление ими выполняется при помощи поля, которое напряжением кладут к затвору. Проверка полевого транзистора мультиметром существенно выделяется от предыдущей. Нужное требование, определяющее исправность полевого транзистора, заключается в том, между тремя выводами прибора на экране мультиметра высвечивается вечно большущее сопротевление.

Чтобы понимать, как прозвонить полевой транзистор, необходимо смотреть на некоторые моменты. Проверка имеет две тонкости:

  1. В мощных транзисторах в схеме между сливом и истоком есть диод.
  2. Прикасаясь к затвору позитивным или негативным выводом, затвор открывается, а сопротевление канала уменьшается.

Во время проверки полевого транзистора, ножки прибора должны быть закорочены.

Как выверить биполярный транзистор мультиметром

Испытание биполярных транзисторов и диодов

Похожие посты

Как проверить IGBT (INS045E)

Как проверить IGBT (INS045E)

БТИЗ

широко используются в преобразователях частоты, контроллерах мощности, переключаемых источниках и преобразователях постоянного / постоянного тока. Эти компоненты имеют гибридные функции, с изолированным затвором в качестве полевого МОП-транзистора и переходами между коллектором и эмиттером в качестве биполярного транзистора.

Одним из наиболее распространенных тестов IGBT является динамическое испытание зарядки лампы мощностью 40–100 Вт в ее коллекторе и подачи питания на схему напряжением до 100 В постоянного тока.

Когда затвор соединен с эмиттером транзистора, он должен оставаться в разрезе, и при этом лампа выключена.

При подключении затвора к коллектору (что необходимо сделать с резистором 10 кОм) транзистор насыщается и лампа загорается. Эта динамическая процедура показана на рисунке 1.

Рисунок 1 — Динамический тест IGBT

Если лампа продолжает гореть, оба IGBT закорочены, а если он не горит, IGBT разомкнут.Читатель должен знать о максимальном напряжении, которое может быть приложено между затвором и эмиттером транзистора, которое обычно составляет 20 В.

Если испытание проводится с более высокими напряжениями, напряжение, подаваемое на затвор, всегда должно быть меньше 20 В.

Однако аналогичный тест может быть проведен с аналоговым измерителем и даже с некоторыми типами цифровых мультиметров, у которых есть достаточное испытательное напряжение для его насыщения при размещении на шкале резисторов или тесте диодов.

Для этого мы можем сначала выполнить тест на короткое замыкание, как показано на рисунке 2.

Рисунок 2 — Тестирование с помощью измерителя

Сначала мы измерили сопротивление между затвором и выводами коллектора, а затем между затвором и эмиттером.

В обоих измерениях мы должны иметь показания высокого сопротивления. Под высоким сопротивлением мы подразумеваем значения выше 10 МОм.

Если какое-либо из измерений имеет низкое сопротивление или даже среднее значение (от 10 кОм до 1 МОм), IGBT выходит из строя из-за короткой или даже чрезмерной утечки. Если он проходит этот тест, мы измеряем сопротивление между коллектором и эмиттером.

В одном смысле он должен быть высоким, а в другом — низким, потому что мы должны учитывать защитный диод, который есть в этих компонентах, как показано на рисунке 2.

Низкое значение сопротивления при обоих измерениях указывает на короткий IGBT, а несколько низкое значение сопротивления, когда оно должно быть очень высоким (от 10 кОм до 1 МОм), указывает на негерметичный компонент. В обоих случаях компонент использовать не следует.

В зависимости от напряжения батареи мультиметра можно выполнить относительно простой тест переключения. Для этого мы используем соединение, показанное на Рисунке 3, с мультиметром в промежуточном диапазоне резисторов.

Рисунок 3 — Тест с помощью измерителя

При прикосновении к отвертке или перемычке затвора (g) и коллектора (C) транзистора он должен переключиться.

Это приведет к падению сопротивления с очень высокого значения до более низкого значения в зависимости от характеристик тестового IGBT и самого измерителя.

Однако необходимо учитывать, что внутренняя батарея некоторых мультиметров не имеет достаточного напряжения для обеспечения проводимости компонента.

Чтобы убедиться, что этот тест применим к имеющемуся мультиметру, будет интересно попробовать с IGBT, который, как мы знаем, находится в хорошем состоянии.

Один из способов тестирования IGBT с помощью мультиметра в случае, если описанный прямой тест невозможен, показан на рисунке 4.

Рисунок 4 — Мультиметр и внешний источник в тесте IGBT

Батарея на 9 В или даже более мощный источник напряжения (20 В) обеспечивает напряжение, необходимое для поляризации компонента, и, таким образом, в случае исправного компонента может быть получено значение тока вольтодобавки.

Испытательная цепь IGBT

Есть простые способы проверить IGBT. Однако с помощью генератора функций и осциллографа мы можем пойти дальше и определить характеристики тестируемого компонента.

На рисунке 5 мы показываем схему для этой цели. Эта схема подходит для большинства распространенных IGBT и проста в развертывании. Мы также можем использовать его в дидактических целях для демонстрации характеристик этого компонента.

Рисунок 5 — Испытательная схема для IGBT

В этой схеме осциллограф настроен на функцию B / A, т.е.е., сигналы оси Y как функция оси X, и типичная чувствительность двух осей составляет 2 В / дел.

Смотрите, нам еще нужен блок питания на 6 В для тестов. Генератор сигналов настроен на создание сигнала с частотой 1 кГц, модулированного по амплитуде с частотой 100 Гц и глубиной 1 единицы.

На рисунке 6 у нас есть сигнал, который должен наблюдаться для хорошего IGBT при моделировании, выполненном в Multisim.

Рисунок 6 — Сигнал, наблюдаемый при испытании IGBT

Значения используемых компонентов могут быть изменены так же, как и тестовые сигналы, в зависимости от характеристик тестируемого IGBT.

Как проверить IGBT?

БИПОЛЯРНЫЙ ТРАНЗИСТОР С ИЗОЛИРОВАННЫМ ВОРОТОМ (IGBT) представляет собой трехконтактное силовое полупроводниковое устройство, используемое в качестве электронного переключателя, а в более новых устройствах имеет высокую эффективность и быстрое переключение. регулируемые холодильники, кондиционеры и даже стереосистемы с переключаемыми усилителями. Поскольку он предназначен для быстрого включения и выключения, усилители, которые его используют, часто синтезируют сложные формы волны с широтно-импульсной модуляцией и фильтрами нижних частот.В коммутационных приложениях современные устройства могут похвастаться частотой повторения импульсов в ультразвуковом диапазоне — частотах, которые по крайней мере в десять раз превышают максимальную звуковую частоту, обрабатываемую устройством при использовании в качестве аналогового аудиоусилителя.
IGBT сочетает в себе простые характеристики управления затвором полевых МОП-транзисторов с высокой силой тока и низким напряжением насыщения биполярных транзисторов путем объединения изолированного полевого транзистора с затвором для управляющего входа и биполярного силового транзистора в качестве переключателя в одиночное устройство. IGBT используется в приложениях средней и большой мощности, таких как импульсные источники питания, управление тяговым электродвигателем и индукционный нагрев. Большие модули IGBT обычно состоят из множества параллельно подключенных устройств и могут иметь возможность обработки очень высоких токов, порядка сотен ампер с блокирующим напряжением 6000 В, что соответствует сотням киловатт.

IGBT сочетает в себе преимущества силового полевого МОП-транзистора и биполярного силового транзистора. Точно так же его структура представляет собой комбинацию двух устройств.Как показано ниже, вход имеет структуру затвора MOS, а выход представляет собой транзистор PNP с широкой базой. Ток возбуждения базы для транзистора PNP подается через входной канал. Помимо транзистора PNP, существует транзистор NPN, который предназначен для отключения путем замыкания базы и эмиттера на металлический источник полевого МОП-транзистора. 4 слоя PNPN, которые включают транзистор PNP и транзистор NPN, образуют тиристорную структуру, которая вызывает возможность фиксации. В отличие от силового полевого МОП-транзистора, он не имеет встроенного паразитного обратного диода, поэтому при необходимости его необходимо подключать к соответствующему диоду быстрого восстановления.


STEP-1 ТЕСТИРОВАНИЕ IGBT С МУЛЬТИМЕТРОМ: — IGBT DATA SHEET: IGBT-CT60AM-datasheet
Замкните G1 на E1 и G2 на E2.
С помощью мультиметра, установленного для проверки диодов, проверьте переход C1-C2 E1.
С датчиком (+) на C1 и (-) датчиком на C2 E1 вы должны увидеть обрыв цепи.
Замените щупы. Вы должны увидеть падение диода на измерителе.
ШАГ-2
Проверьте соединение C2 E1-E2.
С датчиком (+), на C2E1 и (-) датчиком на E2, вы должны увидеть обрыв цепи.
Замените щупы. Вы должны увидеть падение диода на измерителе.
STEP-3
Подключите аккумулятор на 6 В, подключите клемму (+) к G1, а клемму (-) к E1. Используя ваш измеритель (настроенный для проверки диодов), вы должны увидеть падение диода на переходе C1-C2E1 в обоих направлениях.
Подключите клемму (+) к G2, а клемму (-) к E2.Здесь вы также должны увидеть диодный перепад на переходе C2E1-E2 в обоих направлениях.
ПРОВЕРКА: — Если IGBT прошел все вышеперечисленные тесты, IGBT исправен.
Вы можете использовать второй мультиметр в качестве источника напряжения, настроив его на проверку сопротивления по наименьшей доступной шкале сопротивления. Зонд (+) — положительный полюс. Однако не все счетчики обеспечивают для этого достаточное напряжение постоянного тока и могут даже давать ложные показания. Вместо этого рекомендуется известное постоянное напряжение от 8 до 15 В.
ВАЖНАЯ ИНФОРМАЦИЯ: — ИСПЫТАТЕЛЬНАЯ ЦЕПЬ IGBT.


Соберите и протестируйте свои схемы IGBT: —

Тестовые силовые МОП-транзисторы, результаты IGBT, наблюдения


Рис. 1 Моя коллекция MOSFET в основном подарена посетителями.

Я взял на себя ряд вопросов, касающихся конструкции элементов управления двигателем H-Bridge и связанных тем. Я разработал простую схему управления CMOS с тремя состояниями, используя две микросхемы CD4093.

Идея не заключалась в покупке специализированных устройств. Просто используйте базовые транзисторы и т. Д.

Выходные драйверы для двигателя представляют собой комбинации IGBT, MOSFET и биполярных транзисторов. Идея заключалась в том, чтобы двигатели работали на 12, 24, 36 и 48 вольт.

Результаты следующие:

Не следует использовать

IGBT, по крайней мере, те, которые у меня есть. Они имеют высокое падение напряжения (Vce ~ 2 В) и лучше подходят для переключения на более высокое напряжение.

См. Схемы IGBT биполярного транзистора с изолированным затвором и схему Н-моста с выходами транзистора Дарлингтона-IGBT.

Для напряжения двигателя ниже 15 В используйте полевые МОП-транзисторы: IRF4905 для p-канала и IRFZ44N для n-канала.

Для напряжений выше 15 вольт используйте схему транзистора Дарлингтона с оптопарой для p-канала и IRFZ44N. См. Раздел «Управление транзисторами Дарлингтона с оптопарами

».

Проблема сводится к сопротивлению rDS (on).Используйте как можно более низкие значения. См. Следующие два рисунка:

Высокая избыточная мощность rDS вызывает перегрев.
Low rDS обеспечивает максимальную мощность нагрузки.

Источник переменного тока, используемый в испытательных схемах и видеороликах:
LM2575 Простые импульсные регуляторы напряжения
LM2575 Простые импульсные регуляторы напряжения YouTube Video

Связанные видео и веб-страницы.
Проблемы при параллельном подключении полевых МОП-транзисторов
Проблемы при параллельном подключении полевых МОП-транзисторов Видео на YouTube
Простые схемы для тестирования МОП-транзисторов Видео YouTube
N-Channel Power MOSFET Switching Tutorial
P-Channel Power MOSFET Switch Учебное пособие

См. От базовых цифровых схем к элементам управления двигателем с Н-мостом.

Особая благодарность Полу за полевые МОП-транзисторы!


Рис. 2 Испытательная установка N-Channel MOSFET на моем рабочем месте.

Рис. 3 Схема тестовой схемы N-канального полевого МОП-транзистора.

На рис. 3 простой импульсный стабилизатор напряжения LM2575 заменил потенциометр на 10 кОм. Он должен быть подключен к собственному отдельному источнику питания, например к дешевой вилке в розетке. Соблюдайте полярность. Положительный на ворота отрицательный на землю.

0 Выкл. В
Устройство Vds MAX Rds (вкл. ) 3.3V Ids, Vds 5V Ids, Vds 10V Ids, Vds
IRF640N 200V 0,15 ВЫКЛ. 200V 0,4 ВЫКЛ 3.33A, 1.99V 3.41A, 1.66V
IRF730 изогнутый 200V 1,0 OFF 2.57A, 4,97A, 4,97A, 4,9 В V
Трубка IRF730 200 В 1.0 ВЫКЛ. 2.48A, 5V 2.85A, 3.75V
IRF740 400V 0.55 OFF 3.0A, 2.21V 3.25A 9024
IRF540 100 В 0.077 ВЫКЛ. 3.75A, 0.44V 3.81A, 0.29V
IRFZ44N 55V 0,032 3.81A, 0.19V 3.82A, 9023 0.17V 3.82A
IRFZ40 60V 0,028 ВЫКЛ. 3,82A, 0,25 В 3,85A, 0,12 В
NDP605A 50V3 3,82 А, 0,15 В
NF37AB ** ? ? 2. 4A 3.83A, 0.19V 3.83A, 0.17V
RFP50N06 60V 0,022 ВЫКЛ. данные найдены.

Загрузить графику mosfet_test1.jpg

Наблюдение: полевые МОП-транзисторы с низким rDS (on) имеют низкое напряжение, как правило, 55-60 вольт. Для более высокого напряжения мы часто имеем более высокое значение rDS (вкл.).

Многие устройства легко подключать параллельно, но следует учитывать емкость затвор-исток и т. Д.сложить вместе.


Рис. 4 Испытательная установка P-Channel MOSFET на моем рабочем месте.

Рис. 5 Схема тестовой схемы P-канального полевого МОП-транзистора.

На рис. 5 простой импульсный регулятор напряжения LM2575 заменил потенциометр на 10 кОм. Он должен быть подключен к собственному отдельному источнику питания, например к дешевой вилке в розетке. Соблюдайте полярность. Отрицательный к воротам положительный к земле.


Рис. 6 Четыре параллельных МОП-транзистора IRF9630.

P-канальные полевые МОП-транзисторы, такие как n-канальные, могут быть подключены параллельно для низкого rDS (вкл.), Как показано выше.

Устройство Vds MAX Rds (on) Идентификаторы 3,3 В, Vds идентификаторы 5 В, Vds идентификаторы 10 В, Vds
IRF9540 -1006 9023 9023 9023 9023 9023 9023 9023 9023 9023 1,39A, -9,35 2,68A, -4,56V
IRF9630 -200V 0,8 ВЫКЛ. 4 -200V 0.8/4 ВЫКЛ. 3.59A, -0.91V 3.6A, -0.71V
IRF4905 -55V 0.02 3.81A, -0.44 3.81VA 3.81A, -0.44V

Поскольку я мог использовать ту же установку для тестирования IGBT, что и n-канальные MOSFET, я протестировал те, что были у меня.

Вывод: IGBT не работают напрямую с микроконтроллерами 3,3 В и 5 В, такими как Arduino. Для включения требуется минимум 7 вольт. Высокий Vce, равный 1.От 5 до 2 В может тратить энергию.

IGBT

отличаются от MOSFET как положительным потоком, так и потоком электронов, который может подавать больше мощности даже при 2 В Vce на нагрузку. Они действительно предназначены для коммутации высокого напряжения.

Устройство * Vce * Vce (сб.) * Ic Ic 10V Vce
h30R1202 1200V 1.48V6 9023 9023 9023 9023 9023 9023 9023 9023
IXGh35N100A 1000 В 3.5V 50A 3.4A 1.96V
IXGh2539 ** 1000V? ? ? 3.7A 1.68V

* из спецификации.
** данные не найдены.

См. Также Учебное пособие по схемам IGBT биполярного транзистора с изолированным затвором.

Скачать графику mosfet_test2.jpg


Рис. 7 Сравнение IGBT, MOSFET, протекание тока биполярного транзистора.

Как показано на рис.7 MOSFET — это только устройства, работающие только с электронным потоком.


Рис. 8 N-канальный MOSFET выключен.

Рис. 9 N-канальный MOSFET включен.

Блог о ремонте телевизора Alpengeist

(и прочего): Как проверить IGBT-транзисторы плазменного телевизора Panasonic

В плазменных телевизорах Panasonic платы Y-Sus (также известные как SC / SN) и Z-Sus (также известные как SS) содержат ряд сильноточных высоковольтных IGBT-транзисторов различных типов. Их нелегко проверить, потому что они гибриды.У них есть затвор MOSFET, но биполярный эмиттер и коллектор.

Обычная методика тестирования полевого транзистора состоит в том, чтобы предварительно зарядить затвор, не касаться его снова, а затем измерить сопротивление исток-сток, которое должно быть низким при заряженном затворе. Это не работает с IGBT. Также не работает классический метод биполярного тестирования.

Чтобы правильно протестировать IGBT, нам понадобится тестовое приспособление. Эта схема просто прикладывает переменное напряжение к затвору, а ток эмиттер-коллектор проходит через резистор. Мы измеряем напряжение затвора и ток E-C.


Эта версия с батарейным питанием хороша для быстрого тестирования. Чтобы сравнивать разные устройства и оказывать на них некоторую нагрузку, используйте лабораторный источник питания и уменьшите сопротивление коллектора.

Чтобы проверить SMD IGBT, я быстро припаял затвор и эмиттер к плате. Коллектор подсоединяется к язычку, и легкое нажатие на верхнюю часть устройства соединяет его с большой площадкой.

Теперь давайте проверим три типа.

30F131 начинает открываться при напряжении немного ниже 4 В GE (затвор-эмиттер).Он открыт при 5В.





DG302 начинает открываться чуть выше 5В, он открывается примерно при 5,8В.



RJP30h3A начинает открываться при 4,2 В и открывается при 5 В.



Как вы уже можете видеть, эти IGBT имеют совершенно разные характеристики.

Я потратил много времени на изучение предложений на Алиэкспресс. Некоторые из них были легко обнаружены как подделки. Если буквенный шрифт, используемый для маркировки, явно неправильный, цифры не выгравированы на корпусе или штамп в центре отсутствует или отличается, он должен быть поддельным.Фотографии продавца, у которых я заказал, выглядели нормально. Либо они были более осторожны, либо мне повезло 🙂

У меня ожидает поставка 30F131 и RJP из Китая. Я собираюсь проверить с помощью этой методики тестирования поддельные устройства. Вышеупомянутые испытания проводились с оригинальными деталями. Я всегда храню несколько оригиналов для справки.

Обновление: поддельные IGBT
Очевидно, что RJP из Китая — подделка. Ни внешний вид, ни размеры не соответствуют оригиналу.Я не буду утруждать себя их использованием, чтобы избежать дальнейшего повреждения платы.

Не покупайте их на «Китайский супер электронный рынок». Я думаю, чтобы получить оригиналы, вам придется потратить несколько долларов за штуку.

F131 не выглядит одинаково, но при измерениях они вели себя нормально. Я до сих пор не уверен, что могу их использовать.

Еще я заказал у этого продавца транзисторы драйвера (SMD 3Y) и управляющую микросхему. Я протестирую их позже.

Я изучил поддельные транзисторы под микроскопом.См. Это сообщение в блоге.

C-E Испытание напряжения обратного прорыва
Другой очень показательный тест — измерение обратного напряжения пробоя между эмиттером и коллектором. Для этого я использую свой тестер DUOYI DY294.
  • Оригинальный RJP имеет 230 В. Китайская подделка всего на 45В (!!). Я выкину этот мусор прямо в мусорное ведро.
  • Оригинальный F131 имеет 110В, как и китайский. Может, они не такие уж и фальшивые.
  • Оригинальный диод RF1501 на 375В, китайский как раз тут на месте.Прямое напряжение тоже идентично. Так что, скорее всего, это законно. Они также выглядят абсолютно одинаково.
RF1501 диод в норме

Тем временем я установил еще 50GT30 с одним из RF диодов, и они работают безупречно. Я могу порекомендовать источник для тех.
https://www.aliexpress.com/item/10PCS-RF1501-RF1501NS3S-TO-263/32515394351.html

Тестирование IGBT перед их использованием в электромобилях

На страницах SemiWiki мы обычно говорим о том, что делать с миллиардами действительно маленьких транзисторов — сегодня, чтобы изменить темп, мы обсудим, что делать с несколькими действительно большими.Mentor Graphics только что анонсировала свою последнюю платформу MicReD для тепловых испытаний IGBT, которая переживает возрождение (каламбур) благодаря электромобилям.

Для тех, кто не знаком с мощными транзисторами и автомобильной электроникой, может показаться странным, что Mentor продает продукцию производителям автомобилей и поставщикам основных подсистем для тестирования IGBT. Не дают ли производители IGBT характеристики своей продукции? Это сложный вопрос, у одного наставника есть докторская степень, например, доктор Джон Парри, менеджер электронной промышленности в отделе механического анализа, над которым работает.


Разумеется, производители IGBT характеризуют свой продукт — сам кристалл транзистора. После того, как этот кристалл вытащен и помещен в специальную упаковку производителя автомобилей с мерами охлаждения, это становится проблемой системного тестирования. В некоторых отношениях это также напоминает задачу HALT, пытаясь предсказать, как модуль IGBT будет работать в полевых условиях в течение 10 или более лет использования.

Тестер мощности модуля IGBT выполняет несколько функций на автопроизводителях. Проверка входящего устройства — это только часть возможностей.MicReD предназначен больше как тестовая платформа для характеристики и оценки разработки и надежности пакетов. Как доктор Парри отметил в недавнем интервью, в электромобилях сейчас много силовой электроники. Оптимизация охлаждения для модуля IGBT снижает вес, умноженный на десятки модулей в электромобиле, что означает более низкую стоимость и больший диапазон.


Существует множество способов взорвать IGBT, используя только циклическую нагрузку. Тепловые эффекты могут привести к разрушению самой детали между слоями металлизации, растрескиванию матрицы или подложки, разрушению проводных соединений или усталостных паяных соединениях.Запуская различные автоматизированные профили цикла движения электромобиля и измеряя температурно-временную реакцию, «структурная функция» программного обеспечения T3Ster показывает, что происходит сбой для каждого тестируемого IGBT, не выходя за пределы разрушающих тестов.

Одна проблема заключается в том, что тестовые профили и структурная функция хороши ровно настолько, насколько хороши имитационная трехмерная модель температуры. Золтан Саркани из Mentor, специалист по продукции в отделе механического анализа, сказал, что типичная модель запрещенной зоны IGBT может отличаться на 20% в том, как тепло распределяется по стеку, оставляя непредсказуемую горячую точку.Mentor FloTHERM 11.1 создает более точную 3D CFD (вычислительную гидродинамику) картину ширины запрещенной зоны, позволяя более точную калибровку T3Ster, оставляя ошибку только 0,5%.

Новый тестер мощности MicReD 600A поддерживает до 16 IGBT одновременно, обеспечивая 48 В и 600 А под нагрузкой, как следует из названия. Восемь тестеров мощности могут быть объединены в группу для одновременного использования 128 единиц — стандарт AEC Q101 требует 77 деталей на каждую испытательную партию. Тесты контролируются с помощью сенсорного экрана оператора, поддерживаются решения для внешнего охлаждения, поэтому можно тестировать больше типов модулей IGBT.


Удивительно, что так много внимания уделяется НИОКР в области силовой электроники. Однако, исходя из совершенно печального опыта раннего Saturn Vue Hybrid и его кошмара электрических проблем, лучшее прогнозирование жизненного цикла посредством тестирования — единственный способ выяснить, что эти новые модули и подсистемы IGBT будут делать в течение многих лет службы в электромобиле.

Подробнее на сайте Mentor Graphics:

Mentor Graphics представляет уникальное решение MicReD Power Tester 600A для температурной надежности IGBT электрических и гибридных транспортных средств

MicReD Power Tester 600A страница продукта

Поделитесь этим постом через:

NGTG50N60FW — IGBT

% PDF-1. 4 % 1 0 объект > эндобдж 6 0 obj / Название (NGTG50N60FW — IGBT) >> эндобдж 2 0 obj > эндобдж 3 0 obj > эндобдж 4 0 obj > транслировать application / pdf

  • NGTG50N60FW — IGBT
  • ON Semiconductor
  • Этот биполярный транзистор с изолированным затвором (IGBT) отличается прочностью и надежностью. рентабельное строительство траншеи и обеспечивает превосходную производительность в сложных коммутационных приложениях, предлагая как низкое состояние напряжение и минимальные потери переключения.
  • 2012-12-13T11: 35: 33-07: 00BroadVision, Inc.2020-11-10T13: 43: 16 + 01: 002020-11-10T13: 43: 16 + 01: 00Acrobat Distiller 10.1.4 (Windows) uuid: 585c07b6-f3d6-47ac-a4db-8025f7bcd66fuuid: 8295a8b8-ca3c-445f-acaf-20142591a64fПечать конечный поток эндобдж 5 0 obj > эндобдж 7 0 объект > эндобдж 8 0 объект > эндобдж 9 0 объект > эндобдж 10 0 obj > эндобдж 11 0 объект > эндобдж 12 0 объект > эндобдж 13 0 объект > эндобдж 14 0 объект > эндобдж 15 0 объект > эндобдж 16 0 объект > эндобдж 17 0 объект > эндобдж 18 0 объект > эндобдж 19 0 объект > эндобдж 20 0 объект > транслировать HVnFȯG {eQ% ֈ N y @ «>; $ EYsY`1

    Схема IGBT-транзистора или изолированный газовый биполярный транзистор

    Цепь транзистора

    IGBT или изолированный газовый биполярный транзистор:

    Схема транзистора IGBT или изолированный газовый биполярный транзистор в основном представляет собой гибридный биполярный транзистор включения / выключения с МОП-затвором, который сочетает в себе функции MOSFET (функции управления напряжением), BIT (быстродействующие функции и высокую мощность) и тиристора. Устройство также известно как MOSIGT, ​​COMFET (полевой транзистор с кондуктивной модуляцией) или GEMFET (полевой транзистор с модуляцией усиления) и первоначально называлось IGT (транзистор с изолированным затвором) или IGR (выпрямитель с изолированным затвором)

    .

    На рисунках 11.8 (a) и (b) показаны эквивалентная схема и символ схемы соответственно.

    Устройство было коммерчески представлено в 1983 году, и с тех пор его характеристики и характеристики значительно улучшились. IGBT предлагает значительные преимущества по сравнению с BJT и силовым MOSFET в приложениях средней мощности (от нескольких кВт до нескольких сотен кВт), работающих на средних частотах, например, до 50 кГц.В последнее время IGBT становятся популярными для приложений средней мощности, таких как приводы двигателей постоянного и переменного тока, системы ИБП, источники питания и т.д. преобразователь более эффективен, имеет меньший размер и меньшую стоимость. Ожидается, что в ближайшем будущем IGBT в конечном итоге заменят BJT в большинстве силовых приложений.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

    2021 © Все права защищены.