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晶闸管和IGBT 及其好坏判断方法

(2008-09-13 17:00:55)
标签:

晶闸管

igbt

分类: 电力电子

晶闸管又叫闸流管,它可以像开关一样通断电流,像闸门一样关停水流,它的核心作用就是一个字----“闸”;

    所以晶闸管有两个状态,一个是导通状态,一个是截至状态;

    晶闸管的状态怎么改变,它有一个控制极,又叫触发极,给触发极加控制电压,就可使晶闸管的状态反转;

不同材料、不同结构的晶闸管,控制极的控制电压的性质、幅度、宽度、作用都不一样;

    1、比如,SCR晶闸管,它的控制电压相对阴极为正极性脉冲,脉冲宽度大约5μs ,幅度5v--10v;
    2、SCR晶闸管只能触发导通,不能触发关断,称之为半控器件;
    3、IGBT晶闸管,其结构为绝缘栅双极场效应晶体管,可以触发导通,也可以触发管断,所以称为全控器件;
    4、IGBT晶闸管优点:输入阻抗高、开关速度快、安全工作区宽、饱和压降低(甚至接近GTR的饱和压降)、耐压高、电流大。IGBT有望用于直流电压为1500V的高压变流系统中。

 

    绝缘栅双极型晶体管叫IGBT.是单极型的MOS与双极型晶体管复合而成.继承两者的优点,是电压驱动型元件.
具有高阻输入.较高工作频率,小驱动,大电流输出,等优点,现在比较广泛应用与,变频器逆变,直流电焊机,高品质直流电源,精度控制电加热.....

    功率晶闸管(SCR)在过去相当一段时间里,几乎是能够承受高电压和大电流的唯一半导体器件。因此,针对SCR的不足,人们又研制开发出了门极关断晶闸管(GTO)。用GTO晶闸管作为逆变器件取得了较为满意的结果,但其关断控制较易失败,仍较复杂,工作频率也不够高。几乎与此同时,电力晶体管(GTR)迅速发展了起来。 

绝缘栅双极晶体管IGBT是MOSFET和GTR相结合的产物。其主体部分与晶体管相同,也有集电极和发射极,但驱动部分却和场效应晶体管相同,是绝缘栅结构。IGBT的工作特点是,控制部分与场效应晶体管相同,控制信号为电压信号 UGE,输人阻抗很高,栅极电流I G≈0,故驱动功率很小。而其主电路部分则与GTR相同,工作电流为集电极电流,工作频率可达20kHz。由IGBT作为逆变器件的变频器载波频率一般都在10kHz以上,故电动机的电流波形比较平滑,基本无电磁噪声。 

虽然硅双极型及场控型功率器件的研究已趋成熟,但是它们的性能仍待提高和改善,而1996年出现的集成门极换流晶闸管(IGCT)有迅速取代 GTO的趋势。

集成门极换流晶闸管(IGCT)是将门极驱动电路与门极换流晶闸管GCT集成于一个整体形成的器件。门极换流晶闸管GCT是基于GTO结构的一个新型电力半导体器件,它不仅与GTO有相同的高阻断能力和低通态压降,而且有与IGBT相同的开关性能,兼有GTO和IGBT之所长,是一种较理想的兆瓦级、中压开关器件。IGCT芯片在不串不并的情况下,二电平逆变器容量0.5~3MVA,三电平逆变器1~6MVA;若反向二极管分离,不与IGCT集成在一起,二电平逆变器容量可扩至4. 5MVA,三电平扩至9MVA。目前IGCT已经商品化,ABB公司制造的IGCT产品的最高性能参数为 4.5kV/4kA,最高研制水平为6kV/4kA[1]。1998 年,日本三菱公司也开发了直径为88mm的6kV/4kA的GCT晶闸管

 

测量晶闸管和IGBT好坏的方法

 

(1)判断晶闸管极性及好坏的方法选择指针万用表R×100Ω或R×1KΩ档分别测量晶闸管的任两个极之间的正反向电阻,其中一极与其他两极之间的正反向电阻均为无穷大,则判定该极为阳极(A)。然后选择指针万用表的R×1Ω档。黑表笔接晶闸管的阳极(A),红表笔接晶闸管的其中一极假设为阴极(K),另一极为控制极(G)。黑表笔不要离开阳极(A)同时触击控制极(G),若万用表指针偏转并站住,则判定晶闸管的假设极性阴极(K)和控制极(G)是正确的,且该晶闸管元件为好的晶闸管。若万用表指针不偏转,颠倒晶闸管的假设极性再测量。若万用表指针偏转并站住,则晶闸管的第二次假设极性为正确的,该晶闸管为好的晶闸管。否则为坏的晶闸管。 (2)判断IGBT极性及好坏的方法判断IGBT极性:选择指针万用表R×100Ω或R×1KΩ档分别测量IGBT的任两个极之间的正反向电阻,其中一极与其他两极之间的正反向电阻均为无穷大,则判定该极为IGBT的栅极(G)。测量另外两极的正反向电阻,在正向电阻时,红表笔接的为IGBT的集电极(C),黑表笔接的为IGBT的发射极(E)。 判断IGBT好坏:选择指针万用表的R×10KΩ档。黑表笔接集电极(C),红表笔接发射极(E),用手同时触击一下集电极(C)和控制极(G)。若万用表指针偏转并站住,再用手同时触击一下发射极(E)和控制极(G),万用表指针回零,则该IGBT为好的,否则为坏的IGBT。 

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