Как проверить igbt транзисторы: Как проверить IGBT транзистор, принцип работы IGBT.

IHW20N135R5 мощный IGBT-транзистор (1350В, 20А, PG-TO247-3, h30PR5) -оригинал Infineon

Мощные оригинальные IGBT(БТИЗ) транзисторы IHW20N135R5 в корпусе PG-TO247-3 – это наиболее часто встречаемый БТИЗ транзистор в индукционных печах. Рассчитаны на напряжение до 1350 Вольт и на максимальный ток до 20 Ампер.

БТИЗ транзисторы образованы при совмещении структур биполярных и полевых транзисторов и совмещают в себе их свойства.

Краткие характеристики

• Полное наименование: IHW20N135R5 IGBT транзистор




• Максимальное напряжение VCES: 1350 Вольт




• Максимальный ток коллектора IC: 40 Ампер при Тс=25°C (20 Ампер при Тс=100°C)




• Максимальная мощность: 288 Ватт при Тс=25°C (144 Ватт при Тс=100°C)




• Максимальная температура: 175°C




• Тип корпуса: PG-TO247-3

Более подробные характеристики имеются в datasheet данной модели БТИЗ транзисторов IHW20N135R5.

Распиновка и внешний вид

Рис.№1 Внешний вид текущей партииIGBT транзисторов IHW20N135R5

Рис.№2 Назначение выводов IGBT транзистора IHW20N135R5

Рис.№3 Типовые размеры и форма корпуса IGBT транзисторов IHW20N135R5

Гарантии

Оригинальные IGBT транзисторы IHW20N135R5 поставляются напрямую с производственных линий. Каждая заводская коробка запечатана, видеозаписи процесса вскрытия упаковок публикуются на нашем youtube-канале.

ВНИМАНИЕ: претензии принимаются только от сертифицированных сервисных центров и мастерских! Перед установкой необходимо проверить обвязку ключевого элемента и форму управляющего сигнала, а также их уровни.

Оптовые поставки

Предусмотрены автоматические скидки для оптовых покупателей оригинальных IGBT транзисторов IHW20N135R5. Самые выгодные оптовые цены – для представителей промышленности и сервисных центров по ремонту сварочного оборудования.

Транзисторы мы привозим напрямую с производственных линий и это позволяет нам предоставлять ставить такой ценник. Большие закупки на протяжении более 10 лет вывели нас на этот уровень.

Оптовая поставка входит в состав каждого ежемесячного контейнера. Окончательные цены обсуждаются индивидуально.

Доставка

Возможна доставка оригинальных IGBT транзисторов IHW20N135R5 в любой регион России. Отправка будет осуществлена выбранной вами транспортной компанией или Почтой России. 

Время ожидания срочного заказа – от 2 до 7 рабочих дней, обычного – от 5 до 10 дней.

Сварочный инвертор своими руками.

От теории к практике.

Что такое инвертор, и правильный выбор основных узлов и компонентов

Чтобы понять, какие транзисторы используются в сварочных инверторах, необходимо знать строение и принцип работы инверторного оборудования. Инвертор в широком понимании, это универсальный источник постоянного тока, который обеспечивает процесс зажигания дуги и поддержания оптимального режима работы. Сварка осуществляется при помощи подачи значительной силы тока на прибор, за счёт внедрённого в конструкции высокочастотного трансформатора. В данном случае можно использовать уменьшенный вариант трансформатора, и увеличить стабильность и эффективный режим регулировки силы тока, который обеспечивается за счёт внедрения IGBT транзистора для сварочного инвертора.

IGBT транзисторы для сварочного инвертора

На сегодняшний день, рынок сварочного оборудования представлен различными вариантами техники, которые имеют уникальные свойства и принцип работы, который определяет в конечном итоге, почему горят транзисторы в сварочном инверторе. В настоящее время варианты сварочного инвертора представлены следующими агрегатами:

• Сварка ручного типа с плавящимися электродами, серийный ряд manual metal arc, ММА. Ручная сварочная аппаратура, работающая в среде защитных газов tungsten inert gas, TIG. Полуавтоматическая технология сварки с использованием инертных газов, типовое исполнение- metal inertgas, MIG. Сварочные приборы на основе работы активных газов типа metal active gas, MAG.
• Сварочные агрегаты с инверторным принципом функционирования – трансформаторные приборы, а также полностью инверторное оборудование.
• Агрегаты с постоянным режимом выходного тока подачи, например для сварки металлов стали, а также с переменным режимом работы, например для пайки алюминия, или чугуна.

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.

Технические компоненты

Общая структура работы такого устройства простая, и включает в себя основной источник тока, опциональный элемент выпрямителя для выходного тока, общий блок управления.

Качественный источник тока может быть полностью реализован на базе трансформаторной технологии или исключительно на базе инверторной системы, где силовые транзисторы для сварочных инверторов играют важную роль качественной работоспособности устройства.

Для трансформаторных установок допускается самостоятельное ручное регулирование работы прибора, но среди недостатков выделяется грубый режим регулировки, низкий уровень качества сварного шва. Инверторные установки, наоборот, имея самый простой сварочный инвертор на одном транзисторе обеспечивают высокое качество образования шва, которые сочетаются с силовыми полупроводниковыми элементами.

Транзисторы для инверторов

Основными техническими компонентами, обеспечивающие высокое качество сварочных работ, является наличие IGBT-транзисторов, а также универсальных быстродействующих диодов. В этом случае возникает резонный вопрос, как проверить IGBT транзистор сварочного инвертора. Укажем основные данные транзисторных компонентов для сварки версии IGBT

Тип	Характеристика
V	Сверхнизкая энергия осуществления выключения, работа до 600 В, частота до 1200 кГц
НВ	Малое напряжение насыщенного принципа воздействия. Низкая энергия выключения. Напряжение до 650 Вольт, частота до 50 кГц
Н	Низкий эффект режима выключения. Напряжение подачи – до 1200 вольт, частота до 35 кГц.
М	Низкое напряжение режима насыщения, напряжение сети до 1200 Вольт, частотный параметр – до 20 кГц
W	Режим малого прямого падения напряжения, и минимальный режим эффекта восстановления работоспособности.

Особенности работы транзисторных узлов

Наиболее частая схема применения внутри инверторов используется по технологии push-pull, мостовой принцип функционирования, полумостовой вариант рабочего инвертора, полумостовой комплексный несимметричный вариант исполнения инверторного прибора или косой полумост. Несмотря на достаточное обилие топологий, замена транзистора FGh50N60 в сварочном инверторе по общим требованиям является стандартным, куда включается следующее:

• Высокий режим напряжения. Для эффективной замены транзисторов в сварочных инверторах, общие данные сети напряжения должны быть выше 600 Вольт.
• Большие параметры коммутационных токов. Среднее значение показателя должен быть не менее десятков ампер, а максимальные параметры могут показывать отметку за сотни Амперов.
• Режим высокой частоты переключения. В зависимости от габаритов трансформатора внутри прибора, можно увеличить частоту прибора, а также индуктивность для модели выходного фильтра.
• Для режима минимизации потерь на включение и выключение агрегата, можно узнать, как проверить транзисторы сварочного инвертора, при помощи малого значения подачи энергии на режим включения (Евкл), а также на режим выключения (Евыкл). В данном случае будут минимизированы все потери.
• Для минимизации возможных потерь, используем низкое значение для напряжения режима насыщения, или Uкэ нас.
• Жесткий эффект коммутации, должен быть стойкий для транзисторов для сварочных инверторов Ресанта. Инверторное оборудование в данном случае работает только с индуктивным режимом нагрузки.
• Параметры короткого замыкания. Аппарат должен иметь режим стойкости для данного параметра, эти сведения являются исключительно критичными для мостовых и полумостовых вариантов инверторной техники.

Как рассчитать потерю мощности на IGBT?

Рекомендуем для детального расчёта правильного выбора транзисторных систем использовать ниже приведённую схему.

Все эти данные помогут вам правильно рассчитать нужный тип транзистора для инверторного сварочного аппарата. При выборе транзистора учитываем обязательно параметр для высокого порога возможного напряжения работы устройства.

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.

Какой лучше?

Чуть выше мы упоминали ещё об одном транзисторе MOSFET. Очень часто между специалистов сварочного дела возникает спор какой транзистор лучше. Как мы можем прокомментировать данную ситуацию?

Между этими двумя видами существует достаточно много различий. Правда с первого взгляда их не просто определить. MOSFET,- это полевой транзистор. IGBT – это биполярный.

Самое главное – это предельная мощность, которую должен выдерживать транзистор. У MOSFET эти показатели ниже, а у IGBT мощность выше. Естественно этот фактор влияет и на разницу стоимости прибора.

Интересно что в характеристиках мы видим много конкретных различий, но в действительности на практике такой разницы не ощущается. Использование транспорта MOSFET, а не IGBT на процесс работы никак не влияет.

Кроме того, IGBT инвертор будет намного дороже в обслуживании. В случае поломки для этого аппарата очень не просто найти хорошего мастера и расходники. Эти факторы ощутимо влияют на стоимость IGBT.

Поэтому для бытовой сварки рекомендуем хороший и бюджетный в обслуживании инвертор MOSFET.

Вся ценность и превосходство IGBT появляются в аппарате, который предназначен для высоковольтных подключений. Но это уже профессиональные сварочные работы. И вот здесь огромная мощность играет первую роль.

В других случаях, для любительской сварки разницы между MOSFET и IGBT нет никакой. Вид транзистора не играет никакой роли для новичков. Но вот для квалифицированного професионала все -таки IGBT инвертор.

Хоть они дороже в обслуживании, но зато позволяют использовать больше мощности.

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.

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.

Insulated Gate Bipolar Transistor

Заголовок этого раздела переводится как “биполярный транзистор с изолированным затвором” (англ.). Это современный прибор, появившийся примерно в конце прошлого века и сделавший революцию в силовой электронике. Электроэнергия используется человечеством уже давно, по мере развития техники одна часть возникающих проблем была успешно решена как например, отказ от дорогих магнитных сплавов в пользу дешевой стали и медных обмоток возбуждения в двигателях постоянного тока и магнитах (Вернер Сименс). Другая часть проблем долго и упорно не поддавалась решению. К ней, например, можно отнести использование переменного тока в электротранспорте.

Электротехнические устройства всегда содержат элементы коммутации и это самые больные их места. При разрыве многих электрических цепей возникает дуга, пережигающая со временем контакты. Сопротивление контактов в идеале должно быть не больше, чем самый маленький участок остальной цепи, но на практике, именно благодаря окислам от дуги, в месте контакта возникает повышенное сопротивление. По закону Джоуля-Ленца на этом сопротивлении возникает и рассеивается тепловая мощность пропорциональная сопротивлению и квадрату тока. Нагрев током места контакта приводит к его ускоренному старению, чем дальше, тем быстрее, и в результате цепь выходит из строя.

Как тестировать БТИЗ

Биполярный транзистор с изолированным затвором (БТИЗ) представляет собой полупроводниковый прибор с тремя выводами, используемый в качестве бесшумного высокоскоростного электронного переключателя; один терминал — «Излучатель», второй — «Коллектор», а третий — «Ворота». Эти устройства идеально подходят для современного оборудования, такого как холодильники с регулируемой скоростью, стереосистемы с переключающими усилителями, электромобили, поезда и многие другие однофазные или трехфазные устройства. Благодаря сверхнизкому напряжению IGBT могут иметь размеры от спичечного коробка до плоского кирпича. Проверить IGBT довольно просто.

1

IGBT с одинарным затвором

Подсоедините одну клемму 12-вольтовой лампы к положительной клемме 12-вольтовой батареи, а другую клемму к клемме коллектора, отмеченной буквой «C» на одиночном блоке IGBT.

Подключите отрицательную клемму 12-вольтовой батареи непосредственно к клемме эмиттера, отмеченной буквой «Е» на IGBT.

Проверка последовательности включения. Сначала коснитесь положительной клеммы на аккумуляторе одним пальцем, а затем коснитесь меньшей клеммы, отмеченной буквой «G» для ворот, другим пальцем. Это включит свет.

• Подсоедините одну клемму 12-вольтовой лампы к положительной клемме 12-вольтовой батареи, а другую клемму к клемме коллектора, отмеченной буквой «С» на одном блоке IGBT.
• Сначала коснитесь положительной клеммы аккумулятора одним пальцем, а затем другим пальцем коснитесь меньшей клеммы, отмеченной буквой «G» для ворот.

Уберите оба пальца, и индикатор должен гореть. Имейте в виду, что цепь затвора чувствительна, и вы можете разрушить IGBT, если вы измените порядок, коснувшись клеммы затвора, прежде чем коснуться положительной клеммы батареи. Обратите внимание: поскольку статическое электричество, проводимое вашим телом, ничтожно мало, вы не можете его почувствовать, и оно не может причинить вам вреда.

Проверка последовательности «ВЫКЛ.». Сначала коснитесь отрицательной клеммы батареи одним пальцем, а затем другим пальцем коснитесь клеммы затвора IGBT. Свет должен погаснуть. Убедитесь, что вы не разрушите IGBT, коснувшись клеммы затвора, прежде чем коснуться отрицательной клеммы на батарее.

2

IGBT с двойным затвором

Используйте ту же тестовую лампу, что и для теста с одним затвором. Осмотрите двойные клеммы IGBT; вы заметите, что он имеет один общий эмиттерный вывод вместе с двумя выводами коллектора, помеченными «C1» и «C2». другой отмечен «G2».

• Используйте ту же тестовую лампу, что и для теста с одним затвором.
• Осмотрите двойные клеммы IGBT; вы заметите, что он имеет одну клемму с общим эмиттером, а также две клеммы коллектора, обозначенные «C1» и «C2». «Г1».

  Проверка последовательности включения цепи «G1»: коснитесь положительной клеммы аккумулятора, а затем коснитесь лепесткового разъема «G1». Свет должен включиться. Опять же, не меняйте последовательность.

  Проверка последовательности «ВЫКЛ.». Коснитесь отрицательной клеммы на аккумуляторе, а затем коснитесь лепесткового разъема «G1» на IGBT. Свет должен погаснуть.

  Повторите этот тест, подключив лампу к клемме «E2», а затем проверьте последовательность включения/выключения по очереди через клемму «G2».

  Вы можете протестировать БТИЗ с несколькими затворами, повторив последовательность действий с двумя затворами. Подсоедините отрицательную клемму батареи к клемме с общим эмиттером, а затем проверьте каждую цепь C и G на нескольких IGBT.

  Независимо от того, тестируете ли вы один или несколько IGBT, если лампа загорается, как только вы подключаете IGBT к батарее, это означает, что цепь «ON» этого конкретного затвора уже заряжена, поэтому вы можете включить свет выключите и завершите проверку, сначала коснувшись отрицательной клеммы аккумулятора, а затем коснувшись клеммы эмиттера на устройстве.

  Простой способ проверки IGBT — Знание

  l. Чтобы определить полярность, сначала установите мультиметр в положение R×1KQ. При измерении с помощью мультиметра, если значение сопротивления одного полюса и двух других полюсов бесконечно, а значение сопротивления полюса и двух других полюсов по-прежнему бесконечно после замены тестового пера, тогда оцените эту экстремальную сетку (G) . Используйте мультиметр для измерения оставшихся двух полюсов. Если измеренное сопротивление бесконечно, измеренное сопротивление будет меньше после замены измерительных проводов. При первом измерении с малым значением сопротивления определяют, что красный щуп подключен к коллектору (С): черный щуп подключен к эмиттеру (Е).

  2. Чтобы определить, исправен он или нет, установите мультиметр в положение R×10KQ, подсоедините черный щуп к коллектору (C) IGBT, а красный щуп подключите к полюсу синхронизации (E ) БТИЗ. В это время стрелка мультиметра находится в нулевом положении. Прикоснитесь пальцем к сетке (G) и коллектору (C) одновременно. В это время GBT срабатывает на включение, а стрелка мультиметра качается в сторону меньшего сопротивления, а станция может указать определенное положение. Затем одновременно коснитесь ворот (G) и излучателя (E) пальцем. В это время IGBT заблокирован, а стрелка мультиметра возвращается к нулю. В это время можно судить, что IGBT исправен.

  3. Вопросы, требующие внимания Любой аналоговый звонок мультиметра можно использовать для обнаружения IGBT. При оценке исправности IGBT обязательно установите мультиметр на передачу R×IOK. Поскольку напряжение внутренней батареи мультиметра под шестерней R×IKQ слишком низкое, IGBT нельзя включить во время проверки, и IGBT нельзя оценить. . Этот метод также можно использовать для защиты качества мощных полевых транзисторов (P-MOSFET).

  4. Качество трубки IGBT можно определить с помощью блока Rxlk стрелочного мультиметра или с помощью «диодного» блока цифрового мультиметра для измерения прямого падения напряжения на PN-переходе для оценки. Перед тестированием замкните накоротко три контакта трубки IGBT, чтобы не повлиять на точность теста; затем используйте два щупа стрелочного мультиметра для измерения сопротивления полюсов G и e, а также полюсов G и c. Для обычных ламп IGBT (нормальное прямое и обратное сопротивления между полюсами G и C и полюсами G и c бесконечно; когда трубка IGBT с демпфирующим диодом в норме, прямое сопротивление 4 кОм между полюсами e и C ), все вышеуказанные измеренные значения бесконечны; Наконец, подключите красную ручку стрелочного мультиметра к полюсу c, а черную ручку — к полюсу e. Если измеренное значение равно 3. Около 5 кОм·л, измеряемая лампа представляет собой IGBT-лампу с демпфирующим диодом.