50jr22 как проверить мультиметром

12

50jr22 как проверить мультиметром

Проект №44: проверка IGBT-транзистора

Рекомендую сначала ознакомиться со статьёй "IGBT-транзистор" в разделе "РАДИОкомпоненты".

IGBT-транзистор обозначается:
или

Вшещность его может быть такой:

Перед проверкой IGBT-транзистора желательно посмотреть Datasheet, чтобы уточнить цоколёвку.

1. Говорят, что IGBT-транзистор можно проверить мультиметром . Попробую.

• Рекомендуется переключить мультиметр в режим проверки диодов. Измерить сопротивление между затвором и эмиттером (G <—> E) в обоих направлениях для выявления возможного замыкания.

• Соединить щуп мультиметра «V/Ω» с эмиттером (E), а щупом «СОМ» кратковременно коснуться затвора (G). Транзистор, точнее — его полевая структура) гарантированно закроется.
• Проверить сопротивление между коллектором и эмиттером (C <—> E) в обоих направлениях. Замыканий не должно быть. Если транзистор с диодом (см. обозначение), то мультиметр должен показать сопротивление диода.
  

Мой мультиметр показал во всех случаях одно и то же.

Такая проверка меня лично ни в чём не убедила. Возможно, напряжения на щупах мультиметра недостаточно для открывания MOSFET’a. Или он не должен открываться? Судя по результатам проверки, мой транзистор не имеет внутреннего замыкания. Но и внутреннего диода – тоже?! А это не так.
Вот его внешний вид:

А вот его структура:

2. Проверка работы в схемке . Говорят, это более надёжно.
Схема №1:

При замыкании контактов кнопки лампочка должна загораться, при размыкании – гаснуть.
Проверяю:

Детальки. Схема собрана, подключена к БП.

В выключатель разомкнут – лампочка не горит, выключатель замкнут – лампочка горит. IGBT-транзистор исправен.

Схема №2:

В правом (по схеме) положении тумблера IGBT-транзистор открыт (лампочка СВЕТИТСЯ, если он исправен). В левом – закрыт (лампочка НЕ СВЕТИТСЯ, если он исправен).
Рекомендуется пощёлкать тумблером. Если лампочка не светится – транзистор не пропускает ток. Вероятно, из-за отсутствия контакта внутри корпуса или неправильно собранной схемы. Если лампочка светится постоянно – внутри транзистора произошло короткое замыкание. Такой IGBT транзистор лучше сразу выбросить. При его случайной установке в схему в ней, фактически, произойдет короткое замыкание, и могут выйти из строя другие детали.

Проверка

Детальки. Схемка подключена к БП. Лампочка не горит.

При другом положении тумблера лампочка горит. Транзистор исправен.

Кстати, принципиальной разницы между двумя этими схемами нет.

3. Казалось бы, всё нормально — транзисторы проверены, исправны, могут работать. Что дальше? Положить их в ящик до лучших времён? И тут я вспомнил, что IGBT-транзисторы и MOSFET’ы в некоторых случаях взаимозаменяемы. Можно ли это проверить?
В проекте "Простые конструкции на MOSFET’ах" я собирал мультивибратор:

Нельзя ли вместо FS10UM воткнуть сюда GT15Q101? Например, вот так:

Для разнообразия я взял немного другие номиналы деталей, лампочки на 26 В.
Сначала я подал на мультивибратор ±12 В. Частот переключений составила, примерно, 0,5 Гц.

При увеличении напряжения частота стала немного возрастать, лампочки стали вспыхивать резче. Uпит=±26 В — частота 2,5-3 Гц.

На этом данный проект завершаю. Цель достигнута: IGBT-транзисторы проверены и, более того, проверены в рабочей схеме.
И это хорошо.

Биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT или БТИЗ)

Принцип работы IGBT транзисторов основан на применении n-канального МОП-транзистора малой мощности для управления мощным биполярным транзистором. Таким образом, удалось совместить достоинства биполярного и полевого транзистора. Малая управляющая мощность, высокое входное сопротивление, большой уровень пробивных напряжений, малое сопротивление в открытом состоянии — позволяют применять IGBT в цепях с высокими напряжениями и большими токами.

Биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT или БТИЗ) целесообразно использовать в сильноточных, высоковольтных ключевых схемах. Сварочные аппараты, источники бесперебойного питания, приводы электрических двигателей, мощные преобразователи напряжения – вот сфера применения таких элементов.

Названия выводов IGBT: затвор, эмиттер, коллектор.

Биполярные транзисторы с изолированным затвором способны коммутировать токи в тысячи ампер, напряжение эмиттер-коллектор может достигать несколько киловольт. Но частота работы этих транзисторов значительно ниже, чем частота полевых транзисторов.

Как проверить IGBT транзистор мультиметром

Проверяется IGBT FGH40N60SFD. IGBT часто пробиваются накоротко, такие неисправные транзисторы легко выявить с помощью мультиметра. Перед проверкой IGBT транзистора мультиметром, необходимо обратиться к справочным данным и выяснить назначение его выводов.

Затем произвести следующие действия:

1. Переключить мультиметр в режим «прозвонка». Произвести измерение между затвором и эмиттером для выявления возможного замыкания.

2. Произвести измерение между затвором и коллектором для выявления возможного замыкания.

3. На секунду замкнуть пинцетом или перемычкой эмиттер и затвор. После этого транзистор будет гарантированно закрыт.

4. Соединить щуп мультиметра «V/Ω» с эмиттером, щуп «СОМ» с коллектором. Мультиметр должен показать падение напряжения на внутреннем диоде.

5. Соединить щуп мультиметра «V/Ω» с коллектором, щуп «СОМ» с эмиттером. Мультиметр должен показать отсутствие замыкания и утечки.

Для более надежной проверки IGBT транзистора можно собрать следующую схему:

При замыкании контактов кнопки лампочка должна загораться, при размыкании – тухнуть.

Проверка igbt транзисторов: Как проверить IGBT транзистор, принцип работы IGBT.

В технике и радиолюбительской практике часто применяются полевые транзисторы. Такие устройства отличаются от обычных, биполярных, транзисторов тем, что в них управление выходным сигналом осуществляется управляющим электрическим полем. Особенно часто используются полевые транзисторы с изолированным затвором.

Англоязычное обозначение таких транзисторов – MOSFET, что означает «управляемый полем металло-оксидный полупроводниковый транзистор». В отечественной литературе эти приборы часто называют МДП или МОП транзисторами. В зависимости от технологии изготовления такие транзисторы могут быть n- или p-канальными.

Особенности конструкции, хранения и монтажа

Транзистор n-канального типа состоит из кремниевой подложки с p-проводимостью, n-областей, получаемых путем добавления в подложку примесей, диэлектрика, изолирующего затвор от канала, расположенного между n-областями. К n-областям подсоединяются выводы (исток и сток). Под действием источника питания из истока в сток по транзистору может протекать ток. Величиной этого тока управляет изолированный затвор прибора.

При работе с полевыми транзисторами необходимо учитывать их чувствительность к воздействию электрического поля. Поэтому хранить их надо с закороченными фольгой выводами, а перед пайкой необходимо закоротить выводы проволочкой. Паять полевые транзисторы надо с использованием паяльной станции, которая обеспечивает защиту от статического электричества.

Прежде, чем начать проверку исправности полевого транзистора, необходимо определить его цоколевку. Часто на импортном приборе наносятся метки, определяющие соответствующие выводы транзистора. Буквой G обозначается затвор прибора, буквой S – исток, а буквой D- сток.При отсутствии цоколевки на приборе необходимо посмотреть ее в документации на данный прибор.

Как работает

Полевой транзистор отличается от других разновидностей особенностями своего устройства. Он может относиться к одному из двух типов:

• с управляющим переходом;
• с изолированным затвором.

Первые из них бывают n канальными и p канальными. Первые из них более распространены. Они используют следующий принцип действия.

В качестве основы используется полупроводник с n-проводимостью. К нему с противоположных сторон присоединены контакты истока и стока. В средней части с противоположных сторон имеются вкрапления проводника с p-проводимостью — они являются затвором. Та часть полупроводника, которая между ними — это канал.

Вам это будет интересно Схема блока АВР

Транзистор с управляющим переходом

Если к истоку и стоку n канального транзистора приложить разность потенциалов, то потечёт ток. Однако при подаче на затвор отрицательного напряжения по отношению к истоку, то ширина канала для перемещения электронов уменьшится. В результате сила тока станет меньше.

Таким образом, уменьшая или увеличивая ширину канала, можно регулировать силу тока между истоком и стоком или изолировать их друг от друга.

В p-канальных транзисторах принцип работы будет аналогичным.

Этот тип полевых транзисторов становится менее распространённым, а вместо него получают всё большее распространение те, в которых используется изолированный затвор. Они могут относиться к одному из двух типов: n-p-n или p-n-p. У них принцип действия является аналогичным. Здесь будет рассмотрен более подробно первый из них: n-p-n.

В этом случае в качестве основы для транзистора применяется полупроводник p-типа. В него встраиваются две параллельно расположенные полоски полупроводника с другим типом основных носителей заряда. Между ними по поверхности прокладывается изолятор, а сверху устанавливается слой проводника. Эта часть является затвором, а полоски — это исток и сток.

Когда на затвор подаётся положительное напряжение по отношению к истоку, на пластину попадает положительный заряд, создающий электрическое поле. Оно притягивает к поверхности положительные заряды, создавая канал для протекания тока между истоком и стоком. Чем сильнее напряжение, поданное на затвор, тем более сильный ток проходит между истоком и стоком.

Для всех типов полевых транзисторов управление происходит при помощи подачи напряжения на затвор.

Схема проверки полевого транзистора n-канального типа мультиметром

Перед тем, как проверить исправность полевого транзистора, необходимо учитывать, что в современных радиодеталях типа MOSFET между стоком и истоком есть дополнительный диод. Этот элемент обычно присутствует на схеме прибора. Его полярность зависит от типа транзистора.

Общие правила в том, как проверить транзистор мультиметром, гласят начать процедуру с определения работоспособности самого измерительного прибора. Убедившись, что тот работает безошибочно, переходят к дальнейшим измерениям. Работоспособность катушки зажигания определяют проверкой сопротивлений на первичной и вторичной обмотках с помощью мультиметра.

Порядок проверки исправности n-канального транзистора мультиметром следующий:

1. Снять статическое электричество с транзистора.
2. Перевести мультиметр в режим проверки диодов.
3. Подключить черный провод мультиметра к минусу измерительного прибора, а красный – к плюсу.
4. Подключить красный провод к истоку, а черный – к стоку транзистора. Если транзистор исправен, то мультиметр покажет напряжение на переходе 0,5 — 0,7 В.

По проделанным измерениям можно сделать вывод, что если полевой транзистор открывается и закрывается с помощью постоянного напряжения с мультиметра, то он исправен.

Полевой транзистор имеет большую входную емкость, которая разряжается довольно долго.Это используется при проверке транзистора, когда вначале его открывают напряжением мультиметра (п.6), а затем в течение некоторого времени, пока не разрядилась входная емкость, проводят дополнительные измерения (п.п. 7,8).

Инструкция по прозвонке без выпаивания

Чтобы проверить, исправен ли полевой транзистор, нужно его выпаять и прозвонить с мультиметром. Однако могут возникать ситуации, когда нужно в схеме есть несколько таких деталей и неизвестно, какие из них исправны, а какие — нет. В этом случае полезно знать, как проверить полевой транзистор мультиметром не выпаивая.

В этом случае применяют проверку без выпаивания. Она даёт примерный результат.

Важно! После того, как будет определён предположительно неисправный элемент, его отсоединяют и проверяют, получив точную информацию о его работоспособности. Если он функционирует нормально, его устанавливают на прежнее место.

Проверка без выпаивания выполняется следующим образом:

1. Перед проведением прозвонки полевого транзистора цифровым мультиметром устройство отключают от электрической розетки или от аккумуляторов. Последние вынимают из устройства.
2. Если красный щуп соединить с истоком, а чёрный — со стоком, то можно рассчитывать, что мультиметр покажет 500 мв. Если на индикаторе можно увидеть эту или превышающую её цифру, то это говорит о том, что транзистор полностью фунукционален. В том случае, если эта величина гораздо меньше — 50 или даже 5 мв, то в этом случае можно с высокой вероятностью предположить неисправность.

Вам это будет интересно Устройство и принцип действия частотного преобразователя

1. Если красный мультиметровый щуп переставить на затвор, а чёрный оставить на прежнем месте, то на индикаторе можно будет увидеть 1000 мв или больше, что говорит об исправности полевого транзистора. Когда разница составляет 50 мв, то это внушает опасение, что деталь испорчена.
2. Если чёрный щуп тестера поставить на исток, а красный поместить на затвор, то для работоспособного транзистора можно ожидать на дисплее 100 мв или больше. В тех случаях, когда цифра будет меньше 50 мв, имеется высокая вероятность того, что проверяемая деталь неработоспособна.

Нужно учитывать, что выводы, получаемые без выпайки, носят вероятностный характер. Эти данные позволяют получить предварительные выводы об используемых в схеме полевых транзисторах.

Для проверки их нужно выпаять, произвести проверку и установить, если работоспособность подтверждена.

Подготовка к работе

Оценка исправности р-канального устройства

Проверка исправности р-канального полевого транзистора производится таким же образом, что и n-канального. Отличие состоит в том, что в п. 3 к минусу мультиметра надо подключить красный провод, а к плюсу мультиметра – черный провод.

Чтобы выбрать необходимый вариант, как подключить однофазный электродвигатель через конденсатор, требуется исходить из нужных характеристик функционирования агрегата — пусковой, рабочий или смешанный. Эффективное использование электродвигателей основано на правильном понимании принципа его работы. Асинхронные моторы можно использовать в домашних условиях как генератор.

Выводы:

1. Полевые транзисторы типа MOSFET широко используются в технике и радиолюбительской практике.
2. Проверку работоспособности таких транзисторов можно осуществить с помощью мультиметра, следуя определенной методике.
3. Проверка p-канального полевого транзистора мультиметром осуществляется таким же образом, что и n-канального транзистора, за исключением того, что следует изменить полярность подключения проводов мультиметра на обратную.

Как проверить транзистор, не выпаивая из схемы

Выпаивание из схемы определенного элемента сопряжено с некоторыми трудностями – по внешнему виду сложно определить, какое именно из них необходимо выпаивать.

Многие профессионалы для проверки транзистора непосредственно в гнезде предлагают использовать пробник. Этот прибор представляет собой блокинг-генератор, в котором роль активного элемента играет сама деталь, требующая проверки.

Система работы пробника со сложной схемой построена на включении 2 индикаторов, которые сообщают – пробита цепь, или нет. Варианты их изготовления широко представлены в интернете.

Последовательность действий при проверке транзисторов одним из таких приборов, следующая:

1. Сначала тестируется исправный транзистор, с помощью которого проверяют, есть генерация тока, или нет. Если генерация есть, то продолжаем тестирование. При отсутствии генерации меняются местами выводы обмоток.
2. Далее проверяется лампа Л1 на размыкание щупов. Лампочка должна гореть. В случае, если этого не происходит, меняются местами выводы любой из обмоток трансформатора.
3. После этих процедур начинается непосредственная проверка прибором транзистора, который предположительно вышел из строя. К его выводам подключаются щупы.
4. Переключатель устанавливается в положение PNP или NPN, включается питание.

Как проверить однопереходной транзистор

В качестве примера приведем КТ117, фрагмент из его спецификации показан на рисунке 8.

Рис 8. КТ117, графическое изображение и эквивалентная схема

Проверка элемента осуществляется следующим образом:

Переводим мультиметр в режим прозвонки и проверяем сопротивление между ножками «Б1» и «Б2», если оно незначительное, можно констатировать пробой.

Как проверить транзистор мультиметром, не выпаивая их схемы?

Этот вопрос довольно актуальный, особенно в тех случаях, если необходимо тестировать целостность smd элементов. К сожалению, только биполярные транзисторы можно проверить мультиметром не выпаивая из платы. Но даже в этом случае нельзя быть уверенным в результате, поскольку не редки случаи, когда p-n переход элемента зашунтирован низкоомным сопротивлением.

Современные электронные мультиметры имеют специализированные коннекторы для проверки различных радиодеталей, включая транзисторы.

Это удобно, однако, проверка не совсем корректная. Радиолюбители со стажем помнят, как проверить транзистор тестером со стрелочной индикацией. Техника проверки на цифровых приборах не изменилась. Для точного определения состояния полупроводникового прибора, каждые его элемент тестируется отдельно.

Как проверить мультиметром транзистор: цифровые приборы

Как проверить мультиметром транзистор — перед началом ремонта электронного прибора или сборки схемы стоит убедиться в исправности всех элементов, которые будут устанавливаться в схему.

Если используются новые детали, необходимо убедиться в их работоспособности. Транзистор является одним из главных составляющих элементов многих электросхем, поэтому его следует прозвонить в первую очередь. Как проверить мультиметром транзистор подробно расскажет данная статья.

1. Электронные компоненты: как проверить мультиметром транзистор
2. Как проверить мультиметром транзистор
3. Как прозвонить мультиметром транзистор
4. Проверка транзистора IGBT
5. Как проверить мультиметром полевой транзистор
6. Проверка транзисторов: видео инструкция

Электронные компоненты: как проверить мультиметром транзистор

Главным компонентом в любой электросхеме является транзистор, который под влиянием внешнего сигнала управляет током в электрической цепи. Транзисторы делятся на два вида: полевые и биполярные.

Биполярный транзистор имеет три вывода: база, эмиттер и коллектор. На базу подается ток небольшой величины, который вызывает изменение в зоне эмиттер-коллектор сопротивления, что приводит к изменению протекающего тока. Ток протекает в одном направлении, которое определяется типом перехода и соответствует полярности подключения.

Транзистор данного типа оснащен двумя p-n переходами. Когда в крайней области прибора преобладает электронная проводимость (n), а в средней — дырочная (p), то транзистор называется n-p-n (обратная проводимость). Если наоборот, тогда прибор именуется транзистором типа p-n-p (прямая проводимость).

Полевые транзисторы имеют характерные отличия от биполярных. Они оснащены двумя рабочими выводами — истоком и стоком и одним управляющим (затвором). В данном случае на затвор воздействует напряжение, а не ток, что характерно для биполярного типа. Электрический ток проходит между истоком и стоком с определенной интенсивностью, которая зависит от сигнала. Этот сигнал формируется между затвором и истоком или затвором и стоком. Транзистор такого типа может быть с управляющим p-n переходом или с изолированным затвором. В первом случае рабочие выводы подключаются к полупроводниковой пластине, которая может быть p- или n-типа.

Принцип работы полевого транзистора

Главной особенностью полевых транзисторов является то, что их управление обеспечивается не при помощи тока, а напряжения. Минимальное использование электроэнергии позволяет его применять в радиодеталях с тихими и компактными источниками питания. Такие устройства могут иметь разную полярность.

Как проверить мультиметром транзистор

Многие современные тестеры оснащены специализированными коннекторами, которые используются для проверки работоспособности радиодеталей, в том числе и транзисторов.

Чтобы определить рабочее состояние полупроводникового прибора, необходимо протестировать каждый его элемент. Биполярный транзистор имеет два р-n перехода в виде диодов (полупроводников), которые встречно подключены к базе. Отсюда один полупроводник образовывается выводами коллектора и базы, а другой эмиттера и базы.

Используя транзистор для сборки монтажной платы необходимо четко знать назначение каждого вывода. Неправильное размещение элемента может привести к его перегоранию. При помощи тестера можно узнать назначение каждого вывода.

Чтобы определить состояние транзистора, необходимо протестировать каждый его элемент

Важно! Данная процедура возможна лишь для исправного транзистора.

Для этого прибор переводится в режим измерения сопротивления на максимальный предел. Красным щупом следует коснуться левого контакта и измерить сопротивление на правом и среднем выводах. Например, на дисплее отобразились значения 1 и 817 Ом.

Затем красный щуп следует перенести на середину, и с помощью черного измерить сопротивления на правом и левом выводах. Здесь результат может быть: бесконечность и 806 Ом. Красный щуп перевести на правый контакт и произвести замеры оставшейся комбинации. Здесь в обоих случаях на дисплее отобразится значение 1 Ом.

Делая вывод из всех замеров, база располагается на правом выводе. Теперь для определения других выводов необходимо черный щуп установить на базу. На одном выводе показалось значение 817 Ом – это эмиттерный переход, другой соответствует 806 Ом, коллекторный переход.

Схема проверки транзисторов с помощью мультиметра

Важно! Сопротивление эмиттерного перехода всегда будет больше, чем коллекторного.

Как прозвонить мультиметром транзистор

Чтобы убедиться в исправном состоянии устройства достаточно узнать прямое и обратное сопротивление его полупроводников. Для этого тестер переводится в режим измерения сопротивления и устанавливается на предел 2000. Далее следует прозвонить каждую пару контактов в обоих направлениях. Так выполняется шесть измерений:

• соединение «база-коллектор» должно проводить электрический ток в одном направлении;
• соединение «база-эмиттер» проводит электрический ток в одном направлении;
• соединение «эмиттер-коллектор» не проводит электрический ток в любом направлении.

Как прозванивать мультиметром транзисторы, проводимость которых p-n-p (стрелка эмиттерного перехода направлена к базе)? Для этого необходимо черным щупом прикоснуться к базе, а красным поочередно касаться эмиттерного и коллекторного переходов. Если они исправны, то на экране тестера будет отображаться прямое сопротивление 500-1200 Ом.

Точки проверки транзистора p-n-p

Для проверки обратного сопротивления красным щупом следует прикоснуться к базе, а черным поочередно к выводам эмиттера и коллектора. Теперь прибор должен показать на обоих переходах большое значение сопротивления, отобразив на экране «1». Значит, оба перехода исправны, а транзистор не поврежден.

Такая методика позволяет решить вопрос: как проверить мультиметром транзистор, не выпаивая его из платы. Это возможно благодаря тому, что переходы устройства не зашунтированы низкоомными резисторами. Однако, если в ходе замеров тестер будет показывать слишком маленькие значения прямого и обратного сопротивления эммитерного и коллекторного переходов, транзистор придется выпаять из схемы.

Перед тем как проверить мультиметром n-p-n транзистор (стрелка эмиттерного перехода направлена от базы), красный щуп тестера для определения прямого сопротивления подключается к базе. Работоспособность устройства проверяется таким же методом, что и транзистор с проводимостью p-n-p.

О неисправности транзистора свидетельствует обрыв одного из переходов, где обнаружено большое значение прямого или обратного сопротивления. Если это значение равно 0, переход находится в обрыве и транзистор неисправен.

Принцип работы биполярного транзистора

Такая методика подходит исключительно для биполярных транзисторов. Поэтому перед проверкой необходимо убедиться, не относиться ли он к составному или полевому устройству. Далее необходимо проверить между эмиттером и коллектором сопротивление. Замыканий здесь быть не должно.

Если для сборки электрической схемы необходимо использовать транзистор, имеющий приближенный по величине тока коэффициент усиления, с помощью тестера можно определить необходимый элемент. Для этого тестер переводится в режим hFE. Транзистор подключается в соответствующий для конкретного типа устройства разъем, расположенный на приборе. На экране мультиметра должна отобразиться величина параметра h31.

Как проверить мультиметром тиристор? Он оснащен тремя p-n переходами, чем отличается от биполярного транзистора. Здесь структуры чередуются между собой на манер зебры. Главных отличием его от транзистора является то, что режим после попадания управляющего импульса остается неизменным. Тиристор будет оставаться открытым до того момента, пока ток в нем не упадет до определенного значения, которое называется током удержания. Использование тиристора позволяет собирать более экономичные электросхемы.

Схема проверки тиристора мультиметром

Мультиметр выставляется на шкалу измерения сопротивления в диапазон 2000 Ом. Для открытия тиристора черный щуп присоединяется к катоду, а красный к аноду. Следует помнить, что тиристор может открываться положительным и отрицательным импульсом. Поэтому в обоих случаях сопротивление устройства будет меньше 1. Тиристор остается открытым, если ток управляющего сигнала превышает порог удержания. Если ток меньше, то ключ закроется.

Проверка транзистора IGBT

Биполярный транзистор с изолированным затвором (IGBT) является трехэлектродным силовым полупроводниковым прибором, в котором по принципу каскадного включения соединены два транзистора в одной структуре: полевой и биполярный. Первый образует канал управления, а второй – силовой канал.

Чтобы проверить транзистор, мультиметр необходимо перевести в режим проверки полупроводников. После этого при помощи щупов измерить сопротивление между эмиттером и затвором в прямом и обратном направлении для выявления замыкания.

IGBT-транзисторы с напряжением коллектор-эмиттер

Теперь красный провод прибора соединить с эмиттером, а черным коснуться кратковременно затвора. Произойдет заряд затвора отрицательным напряжением, что позволит транзистору оставаться закрытым.

Важно! Если транзистор оснащен встроенным встречно-параллельным диодом, который анодом подключен к эмиттеру транзистора, а катодом к коллектору, то его необходимо прозвонить соответствующим образом.

Теперь необходимо убедиться в функциональности транзистора. Сначала стоит зарядить положительным напряжением входную емкость затвор-эмиттер. С этой целью одновременно и кратковременно красным щупом следует прикоснуться к затвору, а черным к эмиттеру. Теперь необходимо проверить переход коллектор-эмиттер, подключив черный щуп к эмиттеру, а красный к коллектору. На экране мультиметра должно отобразиться незначительное падение напряжения в 0,5-1,5 В. Эта величина на протяжении нескольких секунд должна оставаться стабильной. Это свидетельствует о том, что во входной емкости транзистора утечки нет.

Проверка транзистора мультиметром без выпаивания из микросхемы

Полезный совет! Если напряжения мультиметра недостаточно для открытия IGBT транзистора, тогда для заряда его входной емкости можно использовать источник постоянного напряжения в 9-15 В.

Как проверить мультиметром полевой транзистор

Полевые транзисторы проявляют высокую чувствительность к статическому электричеству, поэтому предварительно требуется организация заземления.

Перед тем как приступить к проверке полевого транзистора, следует определить его цоколевку. На импортных приборах обычно наносятся метки, которые определяют выводы устройства. Буквой S обозначается исток прибора, буква D соответствует стоку, а буква G – затвор. Если цоколевка отсутствует, тогда необходимо воспользоваться документацией к прибору.

Перед проверкой исправного состояния транзистора, стоит учесть, что современные радиодетали типа MOSFET имеют дополнительный диод, расположенный между истоком и стоком, который обязательно нанесен на схему прибора. Полярность диода полностью зависит от вида транзистора.

Полезный совет! Обезопасить себя от накопления статических зарядов можно при помощи антистатического заземляющего браслета, который надевается на руку, или прикоснуться рукой к батарее.

Устройство полевого транзистора с N-каналом

Основная задача, как проверить мультиметром полевой транзистор, не выпаивая его из платы, состоит из следующих действий:

1. Необходимо снять с транзистора статическое электричество.
2. Переключить измерительный прибор в режим проверки полупроводников.
3. Подключить красный щуп к разъему прибора «+», а черный «-».

Пошаговая проверка полевого транзистора мультиметром

Говорить об исправном состоянии транзистора можно исходя из того, как он при помощи постоянного напряжения с тестера имеет возможность открываться и закрываться.

Проверка мультиметром рабочего состояния р-канального полевого транзистора осуществляется таким же методом, как и n-канального. Только начинать измерения следует, подключив красный щуп к минусу, а черный – к плюсу, т. е. изменить полярность присоединения проводов тестера на обратную.

Исправность любого транзистора, независимо от типа устройства, можно проверить с помощью простого мультиметра. Для этого следует четко знать тип элемента и определить маркировку его выводов. Далее, в режиме прозвонки диодов или измерения сопротивления узнать прямое и обратное сопротивление его переходов. Исходя из полученных результатов, судить об исправном состоянии транзистора.

Проверка транзисторов: видео инструкция

Совет по оценке состояния IGBT-модуля-VEICHI ELECTRIC

В работе могут возникнуть некоторые ситуации: поврежденный IGBT-модуль должен проанализировать причину отказа, или модуль с хорошим внешним видом должен определить, есть ли какая-либо неисправность.

В работе бывают ситуации: поврежденный IGBT-модуль должен проанализировать причину отказа, или модуль с хорошим внешним видом должен оценить, есть ли какая-либо неисправность. При отсутствии специализированного оборудования можно использовать цифровые мультиметры в качестве обычного инструмента, помогающего нам быстро идентифицировать IGBT. В настоящее время обычно используются файл диода, файл сопротивления и файл емкости мультиметра. Стоит отметить, что тестовые данные мультиметра не универсальны и могут использоваться только в качестве справочных.

Структура модуля

В качестве примера возьмем обычный модуль IGBT в корпусе 62 мм. Внутренняя часть состоит из микросхемы IGBT (биполярного транзистора с изолированным затвором), микросхемы FWD (диода свободного хода), соединительного провода и т. д. Некоторые сильноточные модули должны быть объединены несколькими наборами микросхем. На рисунке 1 представлен модуль производителя на 400 А:

Модуль производителя на 400 А

Его электрическое соединение показано на рисунке 3. Верхний и нижний мосты модуля имеют 4 набора микросхем IGBT и FWD, соединенных параллельно через соединительную линию. Эквивалентный электрический символ показан на рис. 4: 9.0003

Эквивалентный электрический символ

Методы измерения

1. Файл диода

С помощью файла диода можно измерить прямое падение напряжения VF обратного диода. Замкните затвор-эмиттер, соедините эмиттер с красной ручкой мультиметра, черную ручку соедините с коллектором, и нормальный модуль VF будет около 0,3

0,7 В. Если VF слишком велик, микросхема FWD или соединительный провод будут отключены. Короткое замыкание происходит в микросхеме FWD или IGBT.

Размер VF связан с прямым током IF. Как показано на рисунке ниже, существуют некоторые различия в сопротивлении и напряжении в тестовой цепи разных мультиметров, что приведет к различию результатов измерений. Поэтому это тестовое значение нельзя сравнивать с другими тестовыми значениями мультиметра. Он не может представлять данные в таблице данных. Это тестовое значение не имеет никакого другого значения. Его можно использовать только для определения того, является ли чип FWD хорошим или плохим.

2. Файл сопротивления

(1) Измерьте сопротивление между коллектором и эмиттером каждой трубки IGBT в модуле, замкните затвор-эмиттер, красная ручка мультиметра подключена к коллектору, черный индикатор подключен к эмиттеру, а нормальное значение сопротивления модуля, как правило, выше уровня мегаом.

(2) Измерьте сопротивление между затвором-эмиттером (затвор-коллектор) каждой трубки IGBT в модуле. Красный и черный щупы мультиметра подключены к затвору и эмиттеру (затвор и коллектор) соответственно, и нормальный модуль тоже показывает высокое сопротивление. Когда плата драйвера подключена к модулю, сопротивление затвор-эмиттер равно сопротивлению продувки, обычно несколько тысяч Ом.

Из-за диапазона измерения мультиметра некоторые мультиметры не могут отображать действительные значения для вышеуказанных измерений высокого сопротивления. Конечно, когда тестовое значение имеет высокий импеданс, это не означает, что модуль в порядке. Вышеупомянутый метод работы оказывает определенное влияние на определение неисправного модуля, но вероятность успеха не очень высока, и также требуется результат измерения емкости.

3. Файл конденсатора

Измерительный механизм мультиметра настроен на файл конденсатора, красная ручка подключена к затвору, черная ручка подключена к эмиттеру, а внутренняя емкость между затвором и эмиттером IGBT в модуле измеряется, данные измерений записываются, а затем заменяется тестовая ручка, то есть черная. Ручка счетчика подключается к воротам, красная ручка подключается к излучателю, и измеренные данные записываются. Емкость модуля варьируется от нескольких нФ до нескольких десятков нФ. Наконец, данные сравниваются с другими микросхемами IGBT в модуле, измеренными мультиметром, или с данными измерений того же производителя и того же типа модуля, и значения должны быть одинаковыми или похожими.

Во время измерения рекомендуется измерять только емкость между затвором и эмиттером. Cies в микросхеме IGBT самые большие, Ces и Coes намного меньше, чем Cies, см. рис. 6 и 7, а точность мультиметра для измерения емкости ограничена.

Дополнительно:

(1) Подобно прямому падению напряжения VF, испытательное значение здесь отличается от испытательного значения условий испытания в техническом паспорте и может использоваться только в качестве эталонного сравнения.

(2) Если плата драйвера подключена к модулю, это повлияет на результат измерения емкости, и ее следует удалить в первую очередь.

Точность мультиметра для проверки емкости ограничена

Сводка

Простая сводка цифрового мультиметра для определения качества IGBT выглядит следующим образом:

Как проверить igbt транзистор мультиметром не выпаивая

Принцип работы IGBT транзисторов основан на применении n-канального МОП-транзистора малой мощности для управления мощным биполярным транзистором. Таким образом, удалось совместить достоинства биполярного и полевого транзистора. Малая управляющая мощность, высокое входное сопротивление, большой уровень пробивных напряжений, малое сопротивление в открытом состоянии — позволяют применять IGBT в цепях с высокими напряжениями и большими токами.

Биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT или БТИЗ) целесообразно использовать в сильноточных, высоковольтных ключевых схемах. Сварочные аппараты, источники бесперебойного питания, приводы электрических двигателей, мощные преобразователи напряжения – вот сфера применения таких элементов.

Названия выводов IGBT: затвор, эмиттер, коллектор.

Биполярные транзисторы с изолированным затвором способны коммутировать токи в тысячи ампер, напряжение эмиттер-коллектор может достигать несколько киловольт. Но частота работы этих транзисторов значительно ниже, чем частота полевых транзисторов.

Как проверить IGBT транзистор мультиметром

Проверяется IGBT FGH40N60SFD. IGBT часто пробиваются накоротко, такие неисправные транзисторы легко выявить с помощью мультиметра. Перед проверкой IGBT транзистора мультиметром, необходимо обратиться к справочным данным и выяснить назначение его выводов.

Затем произвести следующие действия:

1. Переключить мультиметр в режим «прозвонка». Произвести измерение между затвором и эмиттером для выявления возможного замыкания.

2. Произвести измерение между затвором и коллектором для выявления возможного замыкания.

3. На секунду замкнуть пинцетом или перемычкой эмиттер и затвор. После этого транзистор будет гарантированно закрыт.

4. Соединить щуп мультиметра «V/Ω» с эмиттером, щуп «СОМ» с коллектором. Мультиметр должен показать падение напряжения на внутреннем диоде.

5. Соединить щуп мультиметра «V/Ω» с коллектором, щуп «СОМ» с эмиттером. Мультиметр должен показать отсутствие замыкания и утечки.

Для более надежной проверки IGBT транзистора можно собрать следующую схему:

При замыкании контактов кнопки лампочка должна загораться, при размыкании – тухнуть.

В этом видео показано как проверить IGBT мультиметром:

Чтобы проверить IGBT транзистор мультиметром, необходимо разобраться с понятием биполярного устройства. Тестер при его проверке способен функционировать в разных режимах. Для прозвонки надо следовать инструкции.

Принцип действия

Работа транзистора построена на изменении сопротивления. Элемент включает коллектор, эмиттер, который принимает на себя напряжение. Когда сигнал поступает на проводник, сопротивление уменьшается. Уровень тока зависит от площади контакта. Эмиттер предназначен для сильных токов, осуществляет переход транзистора. Происходит смещение, цепь открывается. Электронный заряд перебегает на базу.

Важно! Роль коллектора — усиление слабого сигнала. Увеличение напряжения на выходе происходит постепенно.

Характеристики устройства

Чтобы правильно проверить тиристор мультиметром, необходимо не только понимать принцип его работы, но и знать основные его характеристики. Наиболее значимым параметром элемента является его вольт-амперная характеристика (ВАХ). Она наглядно показывает зависимость протекания тока через прибор от приложенного к его выводам напряжения. ВАХ динистора относится к S-образному виду. Эту характеристику разделяют на шесть зон:

1. Участок открытого состояния. На этом промежутке элемент практически не оказывает сопротивления проходящему через него току. Его проводимость максимальная. Эта зона заканчивается точкой, в которой ток перестаёт протекать.
2. Область отрицательного сопротивления. Провоцирует начало лавинного пробоя.
3. Пробой коллекторного перехода. На этом промежутке элемент работает в режиме лавинного пробоя, из-за чего происходит резкое уменьшение напряжения на его выводах.
4. Участок прямого включения. В этой области динистор закрыт, так как разность потенциалов, приложенная к его выводам, меньше, чем необходимая для возникновения пробоя.
5. Пятый и шестой участки описывают работу прибора в нижней половине ВАХ и соответствуют состояниям обратного включения и пробоя элемента.

Анализируя ВАХ, можно сделать вывод о том, что работа динистора похожа на диод, но, в отличие от последнего, для его открытия необходимо подать напряжение, превышающее диодное значение в несколько раз. При этом динистор характеризуется рядом параметров, определяющих его применение в электрических цепях. К основным его характеристикам относят следующие величины:

1. Разность потенциалов в открытом состоянии. Обычно указывается применительно к значению тока открытия. В качестве её единицы измерения используется вольт.
2. Наименьшее значение тока в открытом состоянии. Эта величина зависит от температуры прибора и при её увеличении снижается. Измеряется в миллиамперах.
3. Время переключения. Характеризуется периодом времени, в течение которого происходит переход режима работы прибора с одного устойчивого состояния в другое. Это значение составляет микросекунды.
4. Ток запертого состояния. Определяется значением обратного напряжения и редко превышает 500 мкА.
5. Ёмкость. Этот параметр характеризует обобщённую паразитную ёмкость, возникающую в элементе. Из-за неё ограничивается применение устройства в высокочастотных цепях и снижается скорость переключения режимов работы. Измеряется она в пикофарадах.
6. Ток удержания. Обозначает величину, при которой динистор открыт. Единица измерения — ампер.

Назначение

Биполярные транзисторы востребованы в разных отраслях. Больше всего они устанавливаются в блоках питания и в инверторах. Если рассматривать сварочный приборы, они находятся на платах управления. Электротранспорт также не обходится без биполярных компонентов. Электровоз, трамвай управляется за счёт них.

Интересно! Бытовые приборы частично содержат элементы. К примеру, IGBT могут встречаться в вентиляционных устройствах, насосах.

Проверка простой схемой включения транзистора

Соберите схему с транзистором, как показано на рисунке. В этой схеме транзистор работает как “ключ”. Такая схема может быть быстро собрана на монтажной печатной плате, например. Обратите внимание на 10Ком резистор, который включается в базу транзистора.

Это очень важно, иначе транзистор “сгорит” во время проверки. Если транзистор исправен, то при нажатии на кнопку светодиод должен загораться и при отпускании – гаснуть. Эта схема для проверки npn-транзисторов. Если необходимо проверить pnp-транзистор, в этой схеме надо поменять местами контакты светодиода и подключить наоборот источник питания.

Проверка транзистора мультиметром более проста и удобна. К тому же, существуют мультиметры с функцией проверки транзисторов. Они показывают ток базы, ток коллектора и даже коэффициент усиления транзистора.

Проверка на работоспособность

Проверка IGBT транзисторов мультиметром происходит поэтапно:

1. тест затвора,
2. замыкание цепи,
3. связь с коллектором.

Используя мультиметр, легко разобраться, как проверять IGBT, даже не имея схемы. Если плата управления не отвечает на сигналы, имеет смысл узнать проводимость компонентов. Поскольку в устройстве имеется три выхода, положение щупов мультиметра придется изменять. Действовать необходимо в режиме «прозвонка».

В зависимости от модели используются разные обозначения. Если рассматривать мультиметры российского производства, у них режим обозначается стрелкой вправо. Щупы устанавливаются в разъемы COM и мА. Важно подвести контакты к затвору и эмиттеру. На транзисторе они располагаются по краям. Если устройство работает нормально, мультиметр покажет «1».

Вторым шагом проверяется связь между коллектором и затвором. Замыкание в цепи приводит к появлению значения «0» на дисплее. Если всё хорошо, раздастся звуковой либо визуальный сигнал. Далее требуется определить связь между эмиттером и затвором. Мультиметр должен быть установлен в режиме прозвонки. Однако теперь интересует напряжение в цепи.

У отечественных моделей оно обозначается, как «V/Ω». Щупы подсоединяются к диоду. Если утечка отсутствует, на экране показывается единица. Распространенной считается схема с использованием 12-вольтовой лампочки. Тумблер устанавливается на выходе. Когда транзистор пропускает ток, лампочка горит.

Важно! Если контакт разорван, индикатор не сработает. Для лампочки требуется источник питания.

Используя мультиметр китайского производителя, тестер необходимо настроить. В режиме сопротивления выставляется значение «-2000». Первым делом осуществляется проверка базы коллектора, далее устанавливается связь с эмиттером. Проще всего работать с цифровым тестером. В данном режиме нормальным считается показатель «500 Ом». Электрики также прозванивают компонент в режиме проверки диодов.

Недостаток метода кроется в том, что элемент должен быть отсоединен от цепи. Прикасаться к затвору во время измерения запрещено. В противном случае уменьшается сопротивление и мультиметр не покажет точное значение.

Теперь понятно, как проверить IGBT транзистор мультиметром. Рассмотрен принцип действия, особенности элементов. Необходимо разбираться в режимах мультиметра, знать инструкцию.

Подготовительные операции и проверка исправности затворных цепей

Далее рассматривается наиболее сложный случай, который представлен на рисунке 2, – наличие у транзистора дополнительного шунтирующего диода. Необходимость его введения определяется соображения увеличения стойкости полупроводниковой структуры к броскам напряжения обратной полярности.

Начало проверки исправности транзистора начинается с определения его цоколевки и внутренней структуры. Для этого следует обратиться к техническим данным, которые можно найти на сайтах производителей и поставщиков элементной базы.

Первая группа измерений направлена на проверку исправности переходов эмиттер – затвор и коллектор – затвор. Для этого мультиметр переключают в режим измерений сопротивления. Вне зависимости от полярности прикладываемого испытательного напряжения прибор должен показывать разрыв цепи (прямое следствие изолированного исполнения затвора).

Рисунок 2. Величины межэлектродных сопротивлений транзистора IGBT

Insulated Gate Bipolar Transistor

Заголовок этого раздела переводится как “биполярный транзистор с изолированным затвором” (англ.). Это современный устройство, показавшийся приблизительно в конце прошедшего века и сделавший революцию в силовой электронике. Электроэнергия юзается населением земли уже издавна, по мере развития техники одна часть возникающих заморочек была удачно решена как к примеру, отказ от дорогих магнитных сплавов в пользу дешевенькой стали и медных обмоток возбуждения в движках неизменного тока и магнитах (Вернер Сименс).

Иная часть заморочек долго и упрямо не поддавалась решению. К ней, к примеру, можно отнести юзание переменного тока в электротранспорте.

Электротехнические устройства постоянно содержат элементы коммутации и это самые нездоровые их места. При разрыве почти всех электрических цепей возникает дуга, пережигающая со временем контакты. Сопротивление контактов в эталоне обязано быть не больше, чем самый небольшой участок остальной цепи, но на практике, конкретно благодаря окислам от дуги, в месте контакта возникает завышенное 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 далее, тем скорее, и в итоге цепь выходит из строя.

Как проверить транзистор без мультиметра

Проверка транзистора без использования мультиметра возможна не всегда. Применение при измерениях лампочек и источников питания может с высокой вероятностью вывести из строя проверяемый элемент.

Проверка транзистора биполярного типа может быть сделана простейшей контролькой из батарейки 4,5 В, «минус» которой соединен с лампочкой от карманного фонаря. Попарно подключаете «плюс» и второй контакт лампы к выводам. Если при подключении в любой полярности к паре «К-Э» лампа не загорается — переход исправен. Подключить через ограничительный резистор «плюс» на «Б». Лампу поочередно соединяем с выводами «Э» или «К» и проверяем эти переходы. Чтобы протестировать транзистор другой структуры, изменяем полярность подключения.

Эффективно использовать для проверки транзисторов приборы, сделанные своими руками и схемы которых достаточно доступны.

Полупроводниковые переключатели

Задача хоть какого ключа в электротехнике – обеспечить короткое замыкание. Безупречный ключ это тот, который имеет:

1. бесконечно огромное сопротивление в открытом состоянии;
2. нулевое время включения (замыкания);
3. нулевое сопротивление в замкнутом состоянии;
4. нулевое время отключения.

Инженеры долго пробовали употреблять и вакуум, и разные газы, и ртуть, и масло, и золото с платиной, и еще много что, для того, чтоб сделать быстродействующие переключатели, не боящиеся дуги и удачно борющиеся с нею.

Решение нашлось лишь в полупроводниковых х, появившихся к началу 2-ой половины прошедшего века и далековато не сходу. Поначалу полупроводниковые диоды, работавшие на промышленной частоте, потом биполярные транзисторы, переход с германия на кремний, некое увеличение рабочих частот, изобретение тиристора, jfet-транзисторов, приблизительно таковым методом шла электроника к понятию и термину силовой транзисторный ключ (СТК).

В поисках безупречного ключа физики твердого тела и и инженеры дошли до MOSFET: “Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor” (“металл-окисел-полупроводник” МОП-транзистор, транзистор с изолированным затвором). Это классный устройство, который сделал первую революцию в силовой импульсной технике.

Он способен переключать значимые токи всего только присутствием (или отсутствием, в зависимости от типа) электрического поля на затворе. Ток в цепи управления оказался не нужен, но, при повышении рабочих частот пришлось подкармливать током паразитную емкость затвора, и это вызвало свои проблемы.

К недочетам обычных на тот момент биполярных транзисторов относились:

• большой ток в цепи управления;
• малый коэффициент передачи тока;
• сильный разброс характеристик от экземпляра к экземпляру;
• зависимость характеристик от температуры;
• малая допустимая плотность токов в импульсных режимах;
• знакопеременное напряжение на базе для запирания;
• склонность к скоплению тока;
• большое время рассасывания неосновных носителей.

Что касается полевых транзисторов, то они лишены этих недочетов в силу самого принципа собственного устройства.

В них нет p-n перехода со всеми его неуввязками. К недочетам полевого МОП-транзистора относятся достаточно неважные свойства прямой проводимости, в особенности с ростом рабочего напряжения устройств. Биполярные, в этом отношении, могут иметь достаточно маленькое напряжение коллектор-эмиттер в открытом состоянии. MOSFET отыскали для себя не плохое применение в частотной импульсной технике.

↑ О работе схемы

Дальше расскажу о четырех интересных моментах по схеме и ее работе: 1. Применение лампы накаливания в цепи коллектора испытуемого транзистора обусловлено стремлением (первоначально было такое желание) визуально видеть, что транзистор ОТКРЫЛСЯ. Кроме того, лампа выполняет здесь еще 2 функции, это защита схемы при подключении «пробитого» транзистора и некоторая стабилизация тока (54-58 mA), протекающего через транзистор при изменении сети от 200 до 240В. Но «особенность» моего вольтметра позволила первую функцию игнорировать, при этом даже выиграв в точности измерений, но об этом позже… 2. Применение стабилизатора тока на LM317 позволило НЕ сжечь случайно переменный резистор (когда он в верхнем по схеме положении) и случайно нажатых двух кнопках одновременно, или при испытании «пробитого» транзистора. Величина ограниченного тока в этой цепи даже при коротком замыкании равна 12 mA. 3. Применение 4 шт диодов IN4148 в цепи затвора испытуемого транзистора для медленного разряда емкости затвора транзистора, когда напряжение на его затворе уже снято, а транзистор находится еще в открытом состоянии. Они имеют какой-то ничтожный ток утечки, которым и разряжается емкость. 4. Применение «моргающего» светодиода в качестве измерителя времени (световые часы) при разряде емкости затвора. Из всего вышесказанного становится абсолютно понятно, как все работает, но об этом чуть позже более подробно…

Читать также: Как сделать нож самому в домашних условиях

IGBT-транзисторы

Объединив положительные свойства биполярных и полевых, с изолированным затвором, транзисторов, можно получить для низкочастотной (имеется в виду промышленная частота Hz) техники очень достойный переключающий элемент – IGBT.

Его обозначение и упрощенная эквивалентная схема показана на рисунке выше. Схема собрана подобно дарлингтоновской для биполярных. Полевой транзистор с n-каналом практически служит усилителем тока с огромным усилением, и отлично открывает связанный с ним биполярный транзистор, который служит силовым в данной паре.

Его эмиттер в данной нам структуре назван коллектором и напротив (по “принципу утки” – по отношению к клеммам устройство частично ведет себя как биполярный транзистор с огромным усилением). В то же время, нельзя считать IGBT обычный схемой, которую “спаяли” из n-канального полевого и pnp-биполярного транзисторов, – это конкретно полупроводниковая структура, а не схема.

Формальные переход база-коллектор биполярной части и канал полевой образуют единую структуру на кристалле.

Область внедрения IGBT транзисторов по электрическим характеристикам лежит от В и выше, по частоте – до 10 кГц. Это как раз отлично подступает для промышленной частоты (в применении частотников). IGBT используются в электроприводах, начиная от маленьких электроинструментов вплоть до электровозов. То, что они работают в области не чрезвычайно больших частот, в отличие от mosfet, устраняет от множества заморочек, связанных с паразитными индуктивностями и емкостями – управляющий транзистор в таковой структуре ощущает себя полностью уютно, его частота переключений сравнимо невелика.

Означает, легче перезаряжать затворную емкость.

Большой проводимости от него, в данном случае, не требуется. Выходной pnp биполярный транзистор устроен таковым образом, что выдерживает огромное обратное напряжение и может работать в инверсном режиме. Простота управления IGBT и область безопасной работы оказались еще выше, чем у биполярных транзисторов. IGBT, как таковые, не имеют встроенного обратного диода, но таковой диод с скорым восстановлением может быть добавлен в схему либо наружным образом, либо интегрирован на кристалле, ежели это необходимо для той области, для которой предназначается прибор.

Почему не работает транзистор

Наиболее вероятные причины, по мнению специалистов, выхода из строя триода в схеме следующие:

• когда пропадает (обрывается) один из переходов;
• пробой перехода;
• пробой на одном из участков эмиттера или коллектора;
• потеря мощности полупроводниковым прибором в работе;
• визуальные повреждения выводов транзистора.

Признаки, по которым можно определить визуально поломку триода в схеме: потемнение или изменение первоначального цвета полупроводникового прибора, изменение его формы «выпуклость», наличие черного пятна.

Как проверить транзисторКак проверить транзистор? (Или как прозвонить транзистор) Такой вопрос, к сожалению, рано или поздно возникает у всех. Транзистор может быть повреждён перегревом при пайке либо неправильной эксплуатацией. Если есть подозрение на неисправность, есть два лёгких способа проверить транзистор.

Исправность любого транзистора, независимо от типа устройства, можно проверить с помощью простого мультиметра. Для этого следует четко знать тип элемента и определить маркировку его выводов.

Проверка транзистора мультиметром (тестером) (прозвонка транзистора) производится следующим образом. Для лучшего понимания процесса на рисунке изображён “диодный аналог” npn-транзистора. Т.е. транзистор как бы состоит из двух диодов. Тестер устанавливается на прозвонку диодов и прозванивается каждая пара контактов в обоих направлениях. Всего шесть вариантов.

• База – Эмиттер (BE): соединение должно вести себя как диод и проводить ток только в одном направлении.
• База – Коллектор (BC): соединение должно вести себя как диод и проводить ток только в одном направлении.
• Эмиттер – Коллектор (EC): соединение не должно проводить ток ни в каком направлении.

При прозвонке pnp-транзистора “диодный аналог” будет выглядеть также, но с перевёрнутыми диодами. Соответственно направление прохождения тока будет обратное, но также, только в одном направлении, а в случае “Эмиттер – Коллектор” – ни в каком направлении.

Классификация транзисторов.

Модули IGBT

Поскольку IGBT, как правило, очень изредка используются в одиночном варианте, конструкторы стали мыслить о модульных вариантах их компоновки. Модуль конструктивно еще проще и компактнее применять в изделиях. Но не лишь это.

Очень принципиальной функцией IGBT-модулей является возможность увеличивать мощность частотных преобразователей, инверторов без огромных ных затрат!

Маломощный частотный преобразователь с развитыми функциями управления стоит еще дешевле массивного.

Мощнейший IGBT-модуль недешев сам по для себя, но мощнейший IGBT-модуль и дешевый но “умный” частотник по стоимости могут оказаться в несколько раз дешевле. Потребителям, (да и производителям) есть о чем подумать.

Потребуется, правда, вмешательство довольно обученных инженеров, так как речь идет о переделке схемы частотников, так как далековато не все модели допускают такое расширение: там нет ни выходов для таковых подключений, и ни слова в инструкциях, не считая, разве что, запрета вмешательства в схему преобразователя со стороны потребителей и отказа о ответственности для таковых случаев. Не считая технической стороны дела, есть еще и вероятная юридическая: вероятное нарушение патентов, лицензий и т.д.

Это тоже нужно иметь в виду.

Проверка биполярных типов

Ниже схема проверки npn, pnp транзисторов тестером, после нее распишем процедуру по пунктам.

Биполярный транзистор снабжен p-n линиями — условно, это диоды, а точнее, 2 таковых расположенных встречно, точка их пересечения — «база».

Один условный диод сконструирован контактами базы/коллект., иной — базы/эмит. Для анализа хватит посмотреть сопр. (прямо и обратно) указанных участков: если там нет неполадок, то деталь без изъянов.

Проверка своими руками без выпаивания биполярного pnp, npn транзистора предполагает прозвонку 3 комбинаций ножек:

Вариант p-n-p

Структуры (типы) показывает стрелка эмит. участка: p-n-p/n-p-n (к базе/от нее). Начнем с проверки первого варианта. Раскрываем p-n-p деталь подачей на базу минусового напряжения. На мультиметре селектор ставим на замеры Ом на о, допускается также выставлять на «прозвонку».

Жила «−» (черная) — на ножку базы. Плюс (красная) — поочередно к коллект., эмит. Если участки не поврежденные, то отобразят около 500–1200 Ом.

Дальше опишем, как прозвонить обратное сопр.: «+» – на базу, «−» — на колл. и эмит. Должно отобразиться высокое сопр. на обоих p-n участках. У нас появилась «1», то есть для выставленной рамки в «2000» значение превышает 2000. Значит, 2 перехода без обрывов, изделие исправное.

Аналогично, как описано, можно прозвонить на исправность транзистор, не выпаивая из схемы. Реже есть сборки, где к переходам применено основательное шунтирование, например, резисторами. Тогда, если отобразится слишком низкое сопр., потребуется выпаивать деталь.

Структура n-p-n

Элементы n-p-n проверяются аналогично, только на базу от тестера идет щуп «+».

Признаки неисправности

Если сопр. (прямое и обратное) одного из участков (p-n) стремится к бесконечности, то есть на о и выше на дисплее «1», значит, данный участок имеет обрыв, транзистор не годный. Если же «0» — изделие также с изъяном, пробит участок. Прямое сопр. там должно быть 500–1200 Ом.

Модуль IGBT для преобразователя частоты

Со схемой управления IGBT-модули связываются при помощи драйверов, так как интегрированных драйверов модули не имеют. Это особые интегральные схемы, которые разрешают отлично управлять затворами IGBT и выжать из них наивысшую эффективность. Основное, для что необходимы драйверы – до предела понизить времена переключения IGBT, и, тем самым, приблизить их к безупречному ключу из учебников по электротехнике. Потом, согласовать их со схемой управления электрически, в том числе, обеспечить гальваническую развязку при необходимости.

Если для усиления частотного преобразователя юзаются наружные модули IGBT, то остается лишь подключить к ним выходы драйверов.

Ниже показана схема модуля для преобразователя частоты:

Модуль крепится винтами на охлаждающий дюралевый радиатор через теплопроводящую свинцовую пасту либо особые глиняние прокладки. Эти поверхности должны лежать строго в одной плоскости и быть совсем незапятнанными при сборке! По другому не будет обеспечен достаточный теплоотвод. Кстати, о температуре.

В модуль встроен термисторный датчик температуры (клеммы 22 и 23). Рабочая температура в модуле не обязана превосходить °C. Для снятия достаточного тока изготовлены доп петли на силовых контактах (модуль выполнен под пайку).

Контакты 1,2,3; 4,5,6; 7,8,9 подключаются к питающей трехфазной сети.

Контакты 38,39,40 являются плюсовой шиной сетевого выпрямителя, а контакты 41,42,43 – отрицательной.

Контакты 33,34,35 являются плюсовой шиной выходного инверторного моста, а контакты 30,31,32 – отрицательной. Крайние четыре перечисленные группы, а также контакт 29, группа 36,37 образуют выходы для звена неизменного тока.

Контакты 10, 28 служат для подключения к драйверу, управляющему работой выходной фазы частотника.

Аналогичную роль играют группы 14, 26 и 18, 24 для 2-ух оставшихся фаз. Контакты 11, 12, 13 – это выход одной фазы инвертора, а группы 15,16,17 и 19,20,21 выходы 2-ух других фаз.

Правильные временные диаграммы ШИМ и достаточная эффективность драйверов, которые должны совладать с зарядкой и разрядкой емкости затвора транзистора, – это залог того, что движок вообщем будет вращаться и ничего не сгорит.

Потому инверторный мост предварительно нужно запитать от маломощного неизменного тока с ограничением тока и убедиться, при помощи осциллографа, в отсутствии сквозных токов, корректности “синусов”, формируемых мостом, правильном сдвиге фаз, на всех частотах, которые выдает преобразователь. Питание управления в частотном преобразователе также подается лабораторным способом.

Сигнал обратной связи по температуре модуля также должен быть корректным. Подогревая модуль любым методом в пределах 2080°C, нужно контролировать его фактическую температуру четким указателем температуры. Потом отыскать в меню преобразователя пункт с подходящим параметром, проконтролировать его.

Если мы убедимся, что драйверы накрепко управляют модулем, а сигнал обратной связи по температуре не содержит ошибок, то тогда можно делать установка, собирать звено неизменного тока и потом опять сделать проверку на движке маленькой мощности, через предохранители, рассчитанные на соответственный ток, включаемые в каждую фазу.

↑ Как пользоваться прибором

1. Включаем прибор в сеть, при этом начинает моргать светодиод, «показометр» не светится 2. Подключаем испытуемый транзистор (как на фото выше) 3. Устанавливаем ручку регулятора напряжения на затворе в крайнее левое положение (против часовой стрелки) 4. Нажимаем на кнопку «Откр» и одновременно потихоньку прибавляем регулятор напряжения по часовой стрелке до момента зажигания «показометра» 5. Останавливаемся, отпускаем кнопку «Откр», снимаем показания с регулятора и записываем. Это есть напряжение открытия. 6. Поворачиваем регулятор до упора по часовой стрелке 7. Нажимаем кнопку «Откр», зажжется «показометр», снимаем с него показания и записываем. Это есть напряжение К-Э на открытом транзисторе 8. Возможно, что за время, потраченное на записи, транзистор уже закрылся, тогда открываем его еще раз кнопкой, и после этого отпускаем кнопку «Откр» и нажимаем кнопку «Закр» — транзистор должен закрыться и «показометр» соответственно потухнуть. Это есть проверка целостности транзистора – открывается и закрывается 9. Опять открываем транзистор кнопкой «Откр» (регулятор напряжения в максимуме) и, дождавшись ранее записанных показаний, отпускаем кнопку «Откр» одновременно начиная подсчитывать количество вспышек (морганий) светодиода 10. Дождавшись потухания «показометра» записываем количество вспышек светодиода. Это и есть относительное время разряда емкости затвора транзистора или время закрытия (до увеличения падения напряжения на закрывающемся транзисторе более чем 1В). Чем это время (количество) больше, тем соответственно емкость затвора больше.

Дальше проверяем все имеющиеся транзисторы, и все данные сводим в таблицу. Именно из этой таблицы и происходит сравнительный анализ транзисторов – , соответствуют своим характеристикам или нет.

Ниже приведена таблица, которая получилась у меня. Желтым выделены транзисторы, которых не оказалось в наличии, но я ими точно когда то пользовался, поэтому оставил их на будущее. Безусловно, в ней представлены не все транзисторы, которые проходили через мои руки, кое что просто не записал, хотя пишу вроде всегда. Безусловно у кого то при повторении этого прибора может получиться таблица с несколько иными цифрами, это возможно, т.к цифры зависят от многих вещей: от имеющейся лампочки или трансформатора или АКБ, например.

Из таблицы видно, чем отличаются, транзисторы, например G30N60A4 от GP4068D. Отличаются временем закрытия. Оба транзистора применяются в одном и том же аппарате – Телвин, Техника 164, только первые применялись немного раньше (года 3, 4 назад), а вторые применяются сейчас. Да и остальные характеристики по ДАТАШИТ у них приблизительно одинаковы. А в данной ситуации все наглядно видно – все налицо.

Кроме того, если у Вас получилась табличка всего из 3-4 или 5 типов транзисторов, и остальных просто нет в наличии, то можно, наверное, посчитать коэффициент «согласованности» ваших цифр с моей таблицей и, используя его, продолжить свою таблицу, используя цифры из моей таблицы. Думаю, что зависимость «согласованности“ в этой ситуации будет линейной. Для первого времени, наверное хватит, а потом подкорректируете свою таблицу со временем. На этот прибор я потратил около 3 дней, один из которых покупал некоторую мелочевку, корпус и еще один на настройку и отладку. Остальное работа.

Безусловно, в приборе возможны варианты исполнения: например применение более дешевого стрелочного милливольтметра (необходимо подумать об ограничении хода стрелки вправо при закрытом транзисторе), использовании вместо лампочки еще одного стабилизатора на LM317, применении АКБ, установить дополнительно переключатель для проверки транзисторов с p-каналом и т.д. Но принцип при этом в приборе не изменится.

Еще раз повторюсь, прибор не измеряет величин (цифр) указанных в ДАТАШИТАХ

, он делает почти то же самое, но в относительных единицах, сравнивая один образец с другим. Прибор не измеряет характеристик в динамическом режиме, это только статика, как обычным тестером. Но и тестером не все транзисторы поддаются проверке, да и не все параметры можно увидеть. На таких я обычно ставлю маркером знак вопроса “?”

Можно соорудить и проверку в динамике, поставить маленький ШИМ на К176 серии, или что-то подобное. Но прибор вообще простой и бюджетный, а главное, он привязывает всех испытуемых к одним рамкам.

Меня зовут Сергей, проживаю в Киеве, возраст 46 лет. Имею свой автомобиль, свой паяльник, и даже, свое рабочее место на кухне, где ваяю что либо интересное.

Люблю качественную музыку на качественном оборудовании. У меня есть древненький Техникс, на нем все и звучит. Женат, есть взрослые дети.

Бывший военный. Работаю мастером по ремонту и регулировке сварочного, в том числе инверторного, оборудования, стабилизаторов напряжения и многого другого, где присутствует электроника.

Достижений особых не имею, кроме того, что стараюсь быть методичным, последовательным и, по возможности, доводить начатое до конца. Пришел к Вам нетолько взять, но и по возможности – дать, обсудить, поговорить. Вот кратко и все.

Эксплуатация модулей на практике

Самое основное, не перегружать модули по току. С напряжением все более-менее ясно, для рекуперирования тормозной мощности и угнетения всплеска напряжения на звене неизменного тока меры приняты в самом преобразователе и можно употреблять тормозные резисторы.

Перегрузку по току можно условно поделить на три спектра.

Маленькая перегрузка возникает при торможении мотора самим механизмом, с сиим преобразователь справляется сам полностью корректно. Он либо предупреждает юзера, либо дозволяет для себя незначительно “отдохнуть”, все зависит от настроек.

Значительная перегрузка, аварийная, возникает при заклинивании вала мотора по каким-то причинам.

В таком случае преобразователь частоты успевает отключить аварийную цепь и говорит о этом на мониторе и на особом выходе (аварийное реле).

Наконец, есть перегрузка, с которой модуль уже не управится даже в самом умном частотном преобразователе. Это короткое замыкание в кабеле от модуля до мотора. В этом случае, так как индуктивности петли замыкания составляют толики мкГн, а проводимость тока (питающей подстанции и кабелей) чрезвычайно велика, то скорость нарастания тока добивается порядка пары килоампер в микросекунду!

За это время не успеет сработать никакая обратная связь и модуль будет пробит током. В итоге он просто расплавится. Потому необходимо употреблять лишь надежные движки и брать кабели с запасом, и по механической, и по тепловой, и по электрической прочности.

Нам чрезвычайно лучше иметь как можно наиболее короткое замыкание в самом ключе, но боже упаси получить его в питаемой перегрузке. Это гарантированно уничтожит IGBT да и подвергнет большому риску привязанную к нему электронику.

При подмене модулей IGBT следует держать в голове (или вообщем знать), что полевые транзисторы чрезвычайно просто могут быть выведены из строя подачей на затвор огромного потенциала, либо даже просто статического заряда от тела человека!

Дорогой модуль IGBT может быть уничтожен пальцем в буквальном смысле, ежели человек заряжен статикой в сухом помещении. Потому ни в коем случае нельзя измерять в модуле его “исправность” разными пробниками и даже мультиметром. Перед монтажом нужно убрать все статические заряды при помощи правильного заземления, употреблять заземленные паяльнички, а все оборудование непременно обязано быть отключено от сети. Затворы следует подключать к драйверам лишь опосля подключения всех силовых цепей модуля.

При запуске в эксплуатацию нужно непременно проверить условия остывания модулей, в особенности при сильной перегрузке.

Не постоянно для этого хватает естественной конвекции, преобразователи и инверторы могут иметь вентиляторы, нужно проследить, чтоб они не были перекрыты либо забиты пылью. Охлаждающий радиатор заземлен (модули изолированы электрически от собственной охлаждающей поверхности, так что может быть использовано доп остывание радиатора, ежели частотник, к примеру, установлен в горячем месте “по необходимости”. Тут есть над чем пошевелить мозгами не лишь местным спецам но и производителям: на одном предприятии в жаркой котельной применялось водяное охлаждение! Радиатор был на сто процентов переделан, и охлаждался проточной прохладной водой.

Требования к IGBT в составе сварочных инверторов

Принцип работы инверторного сварочного аппарата достаточно прост (рисунок 2). Питающее напряжение сети выпрямляется и поступает на вход инвертора. Инвертор преобразует постоянное напряжение в переменное, которое передается в нагрузку через высокочастотный силовой трансформатор. Работу инвертора контролирует система управления (СУ). Увеличивая и уменьшая длительности управляющих импульсов, можно изменять передаваемую в нагрузку мощность. Кроме основных блоков, схема содержит и вспомогательные: корректор коэффициента мощности (ККМ) и выходной выпрямитель.

Рис. 2. Структура инверторного сварочного аппарата

Основным блоком инверторного сварочного аппарата является непосредственно инвертор, который может быть реализован по любой из известных топологий. Среди наиболее часто используемых схем можно отметить push-pull, мостовую, полумостовую, полумостовую несимметричную (косой полумост).

Несмотря на многообразие топологий, требования к IGBT оказываются примерно одинаковыми:

• Высокое рабочее напряжение. Для бытовой сети рейтинг напряжения транзисторов должен быть 600 В и выше.
• Большие коммутационные токи. Средние значения достигают десятков ампер, пиковые – сотен ампер.
• Высокая частота переключений. Увеличение частоты позволяет снизить габариты трансформатора и индуктивности выходного фильтра.
• Малое значение энергии на включение (Eвкл) и выключение (Eвыкл) для минимизации потерь на переключения.
• Низкое значение напряжения насыщения Uкэ нас. для минимизации кондуктивных потерь.
• Стойкость к жесткому режиму коммутации. Инвертор работает с индуктивной нагрузкой.
• Стойкость к короткому замыканию. Критично для мостовой и полумостовой схем.

К вышесказанному стоит добавить, что, во-первых, при выборе транзисторов для инвертора следует обращать внимание не только на рейтинги токов и напряжений, но и на параметры, определяющие мощность потерь. Во-вторых, требования к низкому напряжению насыщения и высокой рабочей частоте оказываются противоречивыми.

IGBT производства STMicro­electro­nics сочетают в себе уникальные характеристики: способны коммутировать большую мощность, отличаются высоким быстродействием, при этом – сохраняют низкое значение Uкэ нас. Это стало возможным благодаря использованию новейших технологий.

Проверка с помощью метода лампочки и батарейки

Для этого метода достаточно иметь под рукой лишь лампочку, батарейку, 3 проводка и паяльник, чтобы припаять провода к электродам. Такой набор найдется в доме у каждого.

При проверке прибора с помощью метода батарейки и лампочки, нужно оценить нагрузку тока сто mA, которую создает лампочка, на внутренней цепи. Применять нагрузку следует кратковременно. При использовании данного метода, редко случается короткое замыкание, но чтобы быть уверенным на сто процентов, что его точно не будет, достаточно пропустить ток через все пары электродов тиристора в обоих направлениях.

Проверка методом лампочки и батарейки осуществляется по трём схемам:

• В первой схеме на управляющий электрод положительный потенциал не подается, благодаря чему не пропускается ток и лампочка не загорается. В случае если лампочка горит, тиристор работает неправильно.
• Во второй схеме тиристор приводится в состояние высокой проводимости. Для этого нужно подать плюсовой потенциал на управляющий электрод (УЭ). В этом случае, если лампочка не горит, значит с тиристором что-то не так.
• На третьей схеме с УЭ питание отключается, ток в этом случае проходит через анод и катод. Ток проходит благодаря удержанию внутреннего перехода. Но в этом случае, лампочка может не загореться не только из-за неисправности тиристора, но и из-за протекания тока меньшей величины через цепь, чем крайнее значение удержания.

Так исправность тиристора легко проверить в домашних условиях, не имея под рукой специального оборудования. Если разорвать цепь через анод или катод, у тиристора активируется состояние низкой проводимости.

При использовании данного метода, редко случается короткое замыкание, но чтобы быть уверенным на сто процентов, что его точно не будет, достаточно пропустить ток через все пары электродов тиристора в обоих направлениях