MOS管和IGBT模块的测试方法.docx

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MOS管和IGBT模块的测试方法

MOS管和IGBT模块的测试方法

MOS管（MOSFET）的测试方法:

场效应管,如果已知型号与管脚,用万用电表测G（栅极）和S（源极）之间,G与D（漏极）之间没有PN结电阻,说明该管子已坏.用万用电表的R×1kΩ档,其表棒分别接在场效应管的S极和D极上,然后用手碰触管子和G极,若表针不动,说明管子不好;若表针有较大幅度的摆动,说明管子可用.

另外:

1、结型场效应管和绝缘栅型场效应管的区别

（1）从包装上区分

由于绝缘栅型场效应管的栅极易被击穿损坏,所以管脚之间一般都是短路的或是用金属箔包裹的;而结型场效应管在包装上无特殊要求.

（2）用指针式万用表的电阻档测量

用万用表的“R×lk”档或“R×100”档测G、S管脚间的阻值,N结的正、反向阻值,此管为结型管.

2、用万用表电阻档判别结型场效应管管脚

一般用R×1k或R×100档进行测量,测量时,任选两管脚,测正、反向电阻,阻值都相同（均为几千欧）时,该两极分别为D、S极（在使用时,这两极可互换）,余下的一极为

由于绝缘栅型场效应管在测量时易损坏,所以不使用此方法进行管脚识别,一般以查手册为宜.

简单方法检测IGBT模块的好坏：

   l、判断极性首先将万用表拨在R×1K。

挡，用万用表测量时，若某一极与其它两极阻值为无穷大，调换表笔后该极与其它两极的阻值仍为无穷大，则判断此极为栅极（G）。

其余两极再用万用表测量，若测得阻值为无穷大，调换表笔后测量阻值较小。

在测量阻值较小的一次中，则判断红表笔接的为集电极（C）：

黑表笔接的为发射极（E）。

　2、判断好坏将万用表拨在R×10KQ档，用黑表笔接IGBT的集电极（C），红表笔接IGBT的发时极（E），此时万用表的指针在零位。

用手指同时触及一下栅极（G）和集电极（C），这时工GBT被触发导通，万用表的指针摆向阻值较小的方向，并能站们指示在某一位置。

然后再用手指同时触及一下栅极（G）和发射极（E），这时IGBT被阻断，万用表的指针回零。

此时即可判断IGBT是好的。

　3、注意事项任何指针式万用表铃可用于检测IGBT。

注意判断IGBT好坏时，一定要将万用表拨在R×IOK挡，因R×IKQ档以下各档万用表内部电池电压太低，检测好坏时不能使IGBT导通，而无法判断IGBT的好坏。

此方法同样也可以用护检测功率场效应晶体管（P一MOSFET）的好坏。

以两单元为例:

用模拟万用表测量

   静态测量:

把万用表放在乘100档,测量黑表笔接1端子、红表笔接2端子,显示电阻应为无穷大;

表笔对调,显示电阻应在400欧左右.用同样的方法,测量黑表笔接3端子、红表笔接1端子,

显示电阻应为无穷大;表笔对调,显示电阻应在400欧左右.若符合上述情况表明此IGBT的两个

单元没有明显的故障.

    动态测试:

把万用表的档位放在乘10K档,用黑表笔接4端子,红表笔接5端子,此时黑表笔接3端子红表笔接1端子,此时电阻应为300-400殴,把表笔对调也有大约300-400殴的电阻表明此IGBT单元是完好的.

用同样的方法测试1、2端子间的IGBT,若符合上述的情况表明该IGBT也是完好的.

将万用表拨在R×10KΩ挡，用黑表笔接IGBT的漏极（D），红表笔接IGBT的源极（S），此时万用表的指针指在无穷处。

用手指同时触及一下栅极（G）和漏极（D），这时IGBT被触发导通，万用表的指针摆向阻值较小的方向，并能站住指示在某一位置。

然后再用手指同时触及一下源极（S）和栅极（G），这时IGBT被阻断，万用表的指针回到无穷处。

此时即可判断IGBT是好的。

注意：

若进第二次测量时，应短接一下源极（S）和栅极（G）。

高频加热机全称“高频感应加热机”，又名高频感应加热设备、高频感应加热装置、高频加热电源、高频电源、高频焊接机、高周波感应加热机、高周波感应加热器（焊接器）等，另外还有中频感应加热设备、超高频感应加热设备，应用范围十分广泛。

高频大电流流向被绕制成环状或其它形状的加热线圈（通常是用紫铜管制作）。

由此在线圈内产生极性瞬间变化的强磁束，将金属等被加热物质放置在线圈内，磁束就会贯通整个被加热物质，在被加热物质内部与加热电流相反的方向产生很大的涡电流，由于被加热物质内的电阻产生焦耳热，使物质自身的温度迅速上升，这就是感应加热的原理。

感应加热设备就是利用电磁感应原理，使工件在交变磁场中产生感应电流，利用感应电流通过工件所产生的热效应．使工件表面、内孔、局部或整体加热的一种大功率电加热设备。

（一）锻造、轧制类

1、各种麻类的热轧

2、标准件、紧固件的执镦。

如高强度螺栓、螺帽等。

3、钎钢、钎具的回火、锻造、挤压等的加热。

4、不锈钢制品退火、退热。

（二）热处理类

1、各种五金工具、手工工具的热处理。

如钳子、扳手、旋具、锤子、斧头等。

2、各种汽车配件、摩托车配件的高频淬火处理。

如：

曲轴、连杆、活塞销、曲柄销、链轮、凸轮轴、气门、各种摇臂轴；变速箱内各种齿轮、花键思、传动半轴、各种拔叉叉等高频淬火处理。

3、各种电动工具上的齿轮、轴等的高频淬火处理。

4、各种液压元件、气动元件的高频淬火的热处理。

如柱塞泵的柱塞、转子泵的转子；各种阀门上的换向轴、齿轮泵的齿轮等的淬火处理。

5、金属零件的热处理。

如各种齿轮、链轮、各种轴、花键轴、销等的高频淬火处理。

6、机床行业的机床床面导轨的淬火处理。

热处理零件淬火齿轮淬火不锈钢退火等。

（三）主要技术参数

输出功率：

20～2000kW20～750kW（带淬火变压器）输出频率：

2.5～500kH

z淬火深度：

0.3～10mm最高使用温度：

1250℃输出电压：

20～1000V

一、高频感应加热的原理感应加热是利用导体在高频磁场作用下产生的感应电流（涡流损耗、。

以及导体内磁场的作用（磁滞损耗）引起导体自身发热而进行加热的。

二、、感应加热系统的构成

感应加热系统田高频电源（高频发生器）、导线、变压器、感应器组成。

其工作步骤是①由高频电源把普通电源（220v/50hz）变成高压高频低电流输出，（其频率的高低根据加热对象而定，就其包材而言，一般频率应在480kHZ左右。

）②通过变压器把高压、高频低电流变成低压高频大电流。

③感应器通过低压高频大电流后在感应器周围形成较强的高频磁场。

一般电流越

大.磁场强度越高。

全晶体管高频感应加热设备1高频感应加热设备现状高频感应加热设备在我省已得到广泛应用，设各频率范围在20}}-450kHz,高频功率最大可达400kW。

我省的高频感应加热设备主要应用于金属热处理、’淬火、透热、熔炼、钎焊、直缝钢管焊接、电真空器件去气加热、半导体材料炼制、塑料热合、烘烤和提纯等。

现

在我省使用的高频感应加热设备都是以大功

率真空管（发射电子管）为核心构成单级自激

振荡器，把高压直流电能量转换成高频交流

电能量，它们的电子管板极转换效率一般在

75环左右，设备的整机总效率一般在50绒以

下，水和电能的消耗非常大。

自70年代中期后，对高频设备也进行了

一系列改进，如:

（1）用节能型牡钨烟丝电子管代替老式

纯钨灯丝系列电子管，如FV-911代替

FV-433}FV-431,FV-89F管等;

<2）采用高压硅堆整流代替充汞闸流管

整流;

（3）采用大功率双向可控硅结合微机调

压代替原闸流管调压;

（4）根据各自工艺条件重新更改振荡回

路，选择合理的振荡频率。

这样，经过一系列改造后，使我省的高频

设备整机总电效率有一定的提高，在节能方

面有一定的效果，但由于振荡电子管这个耗

电最大的器件未能改掉，所以在节能方面，并

不是特别显著。

2全晶体苍高频感应加热设备

电子技术的发展，可谓日新月异。

80年

代初，日本首先改进半导体生产工艺，开发生

产出场控电力电子器件—大功率静电感应

晶体管（SIT）,并设计制成换流桥式的，把直

流电能量转换成高频电能量的全晶体管化高

频感应加热设备，随后美国、西德等发达国家

也迅速研制，使之很快就商品化了。

2.1大功率静电感应晶体管（SIT）的特点

大功率静电感应晶体管（SIT）是一种大

功率电力电子器件，它的符号与三极管相同，

作用也相似，但它主要用在大功率换流或导

通的控制场合，它具有以下几个特点:

（1）具有“正导通”特性，在正栅压为

"0V”时，SIT处于导通状态，而在加上负栅

压时，则将处于关断状态;

（2）开关速度快，可用于高频段;

（3）是高输入阻抗的电压控制型器件，所

以用较小的驱动功率就能控制较大的功率;

（4）SIT元件是高耐压大电流型器件;

（5）电流的负温度系数不会使电流集中，

从而有利于并联驱动，因此可运用于大功率

装置。

目前，静电感应晶体管

耗有1kW和3kW级的电力电子器件，供组

装高频逆变设备.

2.2全晶体管高频感应加热设备主电路

由静电感应晶体管SIT组装的高频感

应加热设备主回路如附图所示，主电路由3

部份组成:

（1）直流电源部份:

该部份是把工频三相

交流电转换为直流电，并控制下面几部份。

该

部份主要由三相晶闸管（SCR）可调电路和直

流电抗器La与电解电容Ca组成的直流滤波

器组成，调整三相晶闸管整流电路的直流输

出电压，可调节该设备的输出功率。

输入电压

为工频3}p380V，最大直流电压可达500V以

上，输出直流可以100~100%连续可调。

C2）逆变部份:

该部份把直流交换为高频

交流，并控制后面部份，这部份由电压型单相

全桥电路构成，使用1kW或3kW级功耗的

SIT作为逆变桥的开关器件，使用同一级功

耗的SIT器件组成电路时，设备的功率越

大，频率越高，每一桥臂上并联的SIT器件

愈多;RC。

和D.为缓冲电路，当SIT开始

关断而产生浪涌电压，超过这些电路中的直

流电压时，二级管D，导通，而电容器C。

吸收

该浪涌能量，使逆变桥中的SIT器件安全运

行。

SIT元件的导通或关断是由设备上所配

备的微机和专用程序控制触发信号，控制其

导通或关断。

（3）负载回路部份:

该部份的功能是把高

频功率输向被加热的金属工件上，负载回路

是由谐振回路、电流互感器和加热线圈组成，

该电路中的串联谐振回路构成了电压型逆变

电路，电容器CT和电感LT两端各产生几干

伏以上的高频电压。

高频变流器次级侧通常

做成单匝，联接着加热线圈L}，巨大的高频

电流在L。

周围所产生，高频磁通使金属工件

迅速急剧发热。

3全晶体管化高频与电子管式高频比较

全晶体管化高频感应加热设备在如下几

个方面优于电子管式高频感应加热设备。

3.1工作模式得到彻底改变

电子管高频感应加热设备需将工频

3}p380V升高后，经高压整流器件变换成相

应的直流高压才能供给电子管工作，电子管

板极内阻天，有大量功率损耗在板极上发热，

而且需要及时加水冷却，同时还需把一部份

功率反馈到栅极，并且要较大的灯丝加热功

率，这样就有大量的电能损耗在转换之中。

而

晶体管高频中的SIT电力电子器件，只需较

小的驱动功率来控制较大功率换流的产生，

SIT元件正向导通压降很小，损耗不大，并且

采用直流500V的低压工作状态。

电子管板

极转换效率最高为750o,SIT电力电子器件

为9200;全晶体管高频省去了高压整流变压

器、高压硅堆;如果多管并用，能使热量分散，

只需加少量的水便可，30kW以下小功率高

频可减去水冷却，晶体管高频整机总效率比

电子管高频要高20000

3.2能源的节约

电子管高频电压转换次数多，电压变化

大，而全晶体管高频电压变化不大，在几百伏

内变动，不需多次变换电能，所以全晶体管高

频比同功率电子管高频节电3000.节水

83沁，如输出为80kW级（FV-911S）电子

管高频，振荡工作时输入功率为158kW，用

水31/s，而同样的输出功为80kW的全晶体

管高频，振荡工作时，输入功率只需113kW,

用水。

.51/s，电子管还另需消耗2.2kW的

灯丝加热功率。

3.3设备一与维护

全晶体管高频体积只有电子管高频的

1/3,所以设备占地面积也只有1/3，晶体管

高!

p没备洁构简单.l一作1卜常稳定.故障少

（据国内使用厂家介绍，使用2年多没有发现

任何故障），维修费用低，省去了原电子管高

'G}r1ri;}"1:

需换的1}?

电r管（6',llookW高

频为例），约7000元，水套（（2年更换1只）约

3500元，每年1次的整流变压器检修、滤油

费约}m>o七.整个维修费1年最少可节约1

万多元。

因用水量减少，水泵也可根据需要改

用较小功率的。

4国内外研制动态

4.1国外产品情况

目前在世界上只有少数几个国家的大公

司能制造全晶体管高频，如日本的岛田理化

工业（株），富士电波机（株），电气兴业（株），

美国的ENI公司，德国的FDF公司，EMA

公司等，产品规格已成系列化，如:

日本的:

T系列20-}30kHz3}-50kW七

种规格，

A系列200-}-300kHz2,5,10kW

三种规格，

SST系列20^"200kHz2.0,30,40

kW三种规格，

20~150kHz50~200

kW六种规格，

20~100kHz300,400

kW二种规格。

美国的:

STATITRON系列50^-300kHz

25一400kW八种规格

西德的:

ELOMATTGI系歹，j50^-200kHz

15^-240kW等规格，而且他们还在

试制更高频，更大功率的高频设备，

用途已不只是工业.如广播电台，军

事通讯等。

4.2国产化研制情况

我国非常重视国际上这一电力电子器件

技术的研究和应用，国家计委、科委、机电部

已确定SIT元件和晶体管高频的研制为“八

五”国家重点科技攻关项目，具体布署了SIT

器件及全晶体管化高频设备整机的同步攻

关，目前我国有关科研单位已研制出小功率

0.1kW级以下的SIT元件.大功率级的研

制还在进行，整机的研制在辽宁电子设备厂

进行，目前已研制并出产了几台输出功率为

80kW的全晶体管高频感应加热设备，并在

1993年中国国际计算机设备展览会上演示

了他们的产品;现在他们又在研制输出功率

为160kW级的全晶体管高频感应加热设

备，估计到1996年研制出样机，输出在80

kW以下的高频感应加热设备频率可达300

kHzo

科学技术在不断进步，电子管高频被大

功率晶体管代替是必然趋势，这个日子已不

会很长，让我们迎接这个时代的到来，为我省

的节能技术工作做出新贡献。