绝缘栅

探索变频器中的多种晶体管

发布时间:2025/3/24 12:24:43   

变频器,这一现代工业中的关键设备,主要负责调节电机的速度和转矩,而其核心组件晶体管,则在控制电机性能方面发挥着举足轻重的作用。晶体管的高开关频率特性,使得变频器能够灵活地调节输出电压,进而产生正弦的电机电流。然而,高频操作也会带来电机发热和尖峰电压升高的问题,因此,在选择逆变器的开关频率时,需要权衡这些因素。

在变频器中,我们常会遇到三种类型的高频晶体管:双极型晶体管(BJT)、单极型晶体管(MOS-FET)以及绝缘栅双极型晶体管(IGBT)。双极型晶体管以其高电流密度和低导通电阻见长,但开关速度较慢且控制复杂;单极型晶体管则以其高开关速度和低驱动功率脱颖而出,但导通电阻较高,在高电流应用中损耗较大。而绝缘栅双极型晶体管(IGBT)则巧妙地结合了前两者的优点,既具有高输入阻抗又保持了低导通电阻,成为高功率和高频应用中的理想选择。

在实际应用中,IGBT晶体管在变频器中占据了主导地位。它们不仅结合了MOS-FET的控制特性和BJT的输出特性,更在功率范围、导电性和开关频率方面达到了理想的平衡,非常适合现代变频器的控制需求。为了进一步优化性能,IGBT晶体管、逆变器元件及其控制部分往往被集成在一个模块上,这种模块被称为智能功率模块(IPM),为变频器的智能化发展注入了新的活力。为了确保晶体管能够正常工作,我们需要对结型场效应管(JFET)进行一系列的测试。以下是这些测试的详细步骤:

首先,找出栅极。我们可以通过使用指针式万用表Ω×1K档或数字万用电表档来找到它。在测试时,我们发现栅极与其他两个极之间具有单向导电性,而漏、源极之间的正反向电阻则是相等的。基于这个特性,我们可以轻松地区分出栅极。

接下来,判断管子的极性。由于栅极的单向导电性,我们可以进一步确定管子是N沟道型还是P沟道型。

最后,评估管子的质量。我们将表笔连接到已测出的源极和漏极上,并观察记录读数。读数越小,说明场效应管的导通电阻(Ron)越小。然后,我们用手捏住栅极,这时万用表的读数会有所变化。数值变化越大,则说明管子的放大倍数(跨导gm)越大。综合来看,Ron小且gm大的管子质量更佳。



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