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IGBT及其测量

 张景涛 2023-09-11

搞电气的,IGBT这个词用的频率比较高,那么,它究竟是个什么玩意哪?

它的全名叫绝缘栅型双极型晶体管,从它的全名就可以看出,它本身就是两个器件的捏合体。

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绝缘栅结构,说的就是场效应管,而双极性晶体管就是一个三极管,捏合在一起,从原理上讲,相当于个晶闸管。

可别看它简单的捏合在一起,那可是“百年孕育,一朝分娩”。自从异步电机出现,都知道通过改变频率可以改变转速,可就是逆变这一个过程,让变频器问世延迟了近百年。

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IGBT的主体结构也有集电极C和发射极E,而门极G的结构却与场效应晶体管相同,起到开断功率器件的作用。

在一块IGBT模块上,有两个小的端子,连接外电路,字母标注为G和E,G就是IGBT的门极,E为发射极,UGE这个电压就是IGBT的控制电压信号。

正常情况下,这个门极与发射极之间的阻抗非常大,电流与功率就会非常小,只能作为小信号存在,起到控制开关开断的作用。

主体部分是电力晶体管,它可以耐受高电压和大电流,所以它才作为主体存在,连接直流母线和外接负载。

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再提一点,现在变频器当中的IGBT都做成了模块形式,包括它的反接二极管,所以才经常称呼它为IGBT模块,或逆变模块了。

最后再说一下IGBT的测量,这应该作为一项技能加以掌握。一个变频器的IGBT模块,内置两个IGBT,要判断这个模块的好坏,就要对这两个IGBT进行测量。

测量共分为三步,第一步就是根据识图确定管脚位置,就是分别找到集电极C,发射极E和门极G。这一步很简单,模块上标注的很清楚。

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第二步要测量二极管特性。利用数字表的二极管档进行测量,红表笔(+)接发射极E,黑表笔(-)接集电极C,应该有一个导通电压,反向测量则截止。两只管子都要测量好坏,如此,二极管特性测试完毕。

第三步要测量管子的开断特性。利用指针表的电阻档(R*10)进行测量,黑表笔(+)接集电极C,红表笔(-)接发射极E,此时,管子不通,接着拿开黑表笔,红表笔保持不动,让黑表笔触碰门极G,再拿开,让黑表笔重新接集电极C,此时管子导通。再把红表笔拿开,黑表笔保持不动,让红表笔触碰门极G,再拿开,让红表笔重新接发射极E,此时,管子关断。同样,两只管子都要测量判断,如此,第三步测试完毕。

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通过以上三步,就基本可以判断IGBT模块的好坏,测量原理就是通过管子的开断特性。

本篇就说这么一些,有原理性东西,也有基本技能,掌握还是挺重要的,有不妥处,还请多多指教。


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