揭秘缓启动电路的工作原理与功能特点

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IGBT,又被称为绝缘栅双极型晶体管,是一种复合全控型电压驱动式功率半导体器件,结合了双极型三极管(BJT)绝缘栅型场效应管(MOS)的特点。它的输入端是MOSFET,输出端是PNP晶体管,可以视作具有MOS输入的达林顿管。
 
IGBT综合了MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两个优点,具备易于驱动、大峰值电流容量、自关断以及高开关频率(10-40kHz)等特点。因此,在小体积、高效率的变频电源、电机调速、UPS和逆变焊机等领域广泛应用。
 
IGBT的工作原理如下:
 
IGBT由栅极G、发射极E和集电极C三个极控制。
 
当给栅极施加正向电压时,形成沟道,为PNP晶体管提供基极电流,使得IGBT导通。反之,施加反向电压消除沟道,切断基极电流,使得IGBT关断。
 
如果在栅极和发射极之间施加驱动正电压,则MOSFET导通,使得PNP晶体管的集电极与基极之间成为低阻状态,从而导通晶体管。如果栅极和发射极之间的电压为0V,则MOSFET截止,切断PNP晶体管的基极电流供给,使得晶体管截止。
 
需要注意的是,如果IGBT的栅极与发射极之间的驱动电压过低,那么它将无法稳定工作。而如果电压过高甚至超过栅极-发射极之间的耐压,IGBT可能会永久损坏。
 
同样地,如果IGBT集电极与发射极之间的电压超过允许值,通过IGBT的电流将超过限制,导致结温超过允许值,这也可能导致永久损坏。
 
IGBT极性的判断
 
为了对IGBT进行极性检测,我们应该选择使用指针式万用表。首先将万用表调至R×1kΩ档,用它来测量各个极之间的阻值。如果某一极与其他两个极的阻值为无穷大,并且在交换测试引线后,该极与其他两个极的阻值仍然是无穷大,那么这个极就是栅极G。然后再用万用表测量剩下的两个极之间的阻值。如果测量结果为无穷大,并且在交换测试引线后,阻值变小,那么当阻值较小时,红色测试引线接触的是集电极C,黑色测试引线接触的是发射极E。
 
IGBT好坏的判断
 
要判断IGBT的好坏,必须使用指针式万用表(因为电子式万用表内部电池电压太低),也可以用9V电池代替。首先将万用表调至R×10kΩ档(因为在R×1kΩ档时,内部电压过低,不足以导通IGBT)。用黑色测试引线接触IGBT的集电极C,红色测试引线接触IGBT的发射极E,此时万用表的指针应该指向零位。
 
用手指同时触碰栅极G和集电极C,这样会触发IGBT导通,万用表的指针明显摆动并指向阻值较小的方向,并能维持在某一位置。然后再用手指同时触碰栅极G和发射极E,这样会阻断IGBT,万用表的指针回到零位。如果在检测中出现了上述现象,那么可以判断IGBT是良好的;否则,该IGBT存在问题。

 

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