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技术文章

功率管知识普及

功率管和三极管的区别

  半导体三极管也称为晶体三极管,可以说它是电子电路中*重要的器件。它*主要的功能是电流放大和开关作用。三极管顾名思义具有三个电极。二极管是由一个PN结构成的,而三极管由两个PN结构成,共用的一个电极成为三极管的基极(用字母b表示)。其他的两个电极成为集电极(用字母c表示)和发射极(用字母e表示)。三极管*基本的作用是放大作用,它可以把微弱的电信号变成一定强度的信号,当然这种转换仍然遵循能量守恒,它只是把电源的能量转换成信号的能量罢了。

  三极管的分类

  1. 按材质分: 硅管、锗管

  2. 按结构分: NPN 、 PNP

  3. 按功能分: 开关管、功率管、达林顿管、光敏管等.

  也就是说功率管也是三极管.而功率管又分低频小功率管、高频小功率管、低频大功率管、高频大功率管几类,这可以从其型号的*后的字母区分开来(国内标准依此等同为:X、G、D、A)。

  功率放大(功放):利用三极管的电流放大原理将电源的能量转化成需要的能量形式(模拟、数字等)。按照使用结构分为:

  1. 甲类功放:信号的整个周期内都有电流流过三极管。静态工作点位于交流负载线的中间,静态(输入信号为0)时电源仍然消耗功率,效率*大只能达到50%。

  2. 乙类功放:信号只在半个周期有电流流过三极管。静态工作点在 IB=0 处静态时,电源不消耗功率,效率可达到80%左右。

 ��3. 甲乙类功放:信号的大半个周期有电流流过三极管。静态工作点偏低,静态时电源消耗的功率较小,效率大于50%。

  当然。还有一些变化的电路(含IC):乙类互补对称电路 (OTL电路)。

  

电磁炉屡烧功率管的八大因素

  在电磁炉的维修中,功率管的损坏占有相当大的比例,若没有查明故障原因就贸然更换功率管,会引起再次损坏,笔者在电磁炉的维修中经过不断摸索和总结,归纳出损坏功率管的八大原因,供参考。

  原因一:0.3uf/1200v谐振电容,5uf/400v滤波损坏或容量不足。

  在电磁炉中,若0.3uf谐振电容,5uf滤波电容容量变小,失效或特性**,将导致电磁炉LC振荡电路频率偏高,从而引起IGBT管的损坏,经查其他电路无异常时,我们必须将这两个电容一起更换。

  原因二:IGBT管激励电路异常

  振荡电路输出的脉冲信号不能直接控制IGBT管饱和,导通,截止,必须通过激励电路脉冲信号放大来完成,如果激励电路出现问题,高电压就会加到IGBT管的G极,导致IGBT管瞬间击穿,常见为驱动管S8050,S8550连带损坏。

  原因三:同步电路异常

  同步电路在电磁炉的主要作用是保证加到IGBT管的G极上的开关脉冲前沿与IGBT管上的VCE脉冲后沿同步,当同步电路工作异常时,导致IGBT管瞬间击穿损坏。

  原因四:18V工作电压异常

  在电磁炉中,当18V工作电压异常时会使IGBT管激励电路,风扇散热系统及LM339工作异常,导致IGBT管上电瞬间损坏。

  原因五:散热系统异常

  电磁炉工作在大电流状态下,其发热量大,如果散热系统出现故障会导致IGBT管过热损坏。

  原因六:单片机异常

  单片机内部异常会因工作频率异常而烧毁IGBT管

  原因七:VCE检测电路异常

  VCE检测电路将IGBT管的集电极上的脉冲电压通过电阻分压,取样获得其取样电压,此电压变化的信息送人CPU,CPU监测该电压的变化,发出各种相应指令,当VCE检测电路异常时,VCE脉冲幅度值超过IGBT的极限值,从而导致IGBT 的损坏

  原因八:用户锅具变形或锅底凹凸不平

  在锅底产生的涡流不能均匀的使变形的锅具加热,从而锅底温度传感器检测失常,CPU因检测不到异常的温度而继续加热,导致了IGBT 的损坏。

  

如何分辨电磁炉用功率管的好坏

  管子脚向下,管子正面向自己,左起是门极,集电极,发射极,用万用表R乘1K档测:在检测前先将1GBT管三只引脚短路放电(NCE25GD120T)防止影响检测准确度。

  1、用万用表红表笔和黑表笔分别检测 GE及GC两极间的正反向阻值,对于良好的管子上述测值均为无穷大。

  2、用万用表红表笔接G极,黑表笔接E极,所测值应在3.5—7.5千欧左右时所测管为内含阻尼二极管的1GBT管,若所测阻值在60千欧以上则所测管内不含阻尼二极管。

  3、若所测管三个引脚间阻值均很小,说明该管已击穿损坏。

  4、若所测三个引脚电阻均为无穷大,说明该管开路损坏。以上测值根据使用万用表型号不同,阻值可能略有差异。

  

功率管的选取

  LDO及DC-DC**率管有的时候会选取P管或者N管,他们各有好处。

  一、N管功率管优点:

  1、PSRR较好,由于采用PMOS管电源和源端相连接,纹波信号会直接影响输出电流电压的变化,造成PSRR下降。

  2、驱动能力较大,由于N沟道是电子为载流子,它的迁移率是空穴的三倍,所以具有更强的驱动能力,在设计电路时可以减少功率管的数量,减小芯片面积。

  二、PMOS管优点:

  1、dropout电压较小,由于采用N管的输���*大为vin-vth,而采用P管的输出*大电压为Vin-vds,而vds可也做到很小,但是vth却有0.6V左右,所以采用P管效率较高。

  2、采用N管做功率管会存在衬偏,而P管就不存在衬偏问题。

  3、DC-DC中N管需要升压电路,增加了设计电路的复杂度。

  N管和P管各有好处,在选取过程中要根据具体情况进行分析。

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