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IGBT的结构原理与特性图解

IGBT的结构原理与特性图解
IGBT的结构原理与特性图解

IGBT的结构原理与特性图解

在IGBT得到大力发展之前,功率场效应管MOSFET被用于需要快速开关的中低压场合,晶闸管、GTO被用于中高压领域。MOSFET虽然有开关速度快、输入阻抗高、热稳定性好、驱动电路简单的优点;但是,在200V或更高电压的场合,MOSFET的导通电阻随着击穿电压的增加会迅速增加,使得其功耗大幅增加,存在着不能得到高耐压、大容量元件等缺陷。双极晶体管具有优异的低正向导通压降特性,虽然可以得到高耐压、大容量的元件,但是它要求的驱动电流大,控制电路非常复杂,而且交换速度不够快。

IGBT正是作为顺应这种要求而开发的,它是由MOSFET(输入级)和PNP晶体管(输出级)复合而成的一种器件,既有MOSFET器件驱动功率小和开关速度快的特点(控制和响应),又有双极型器件饱和压降低而容量大的特点(功率级较为耐用),频率特性介于MOSFET与功率晶体管之间,可正常工作于几十KHz频率范围内。基于这些优异的特性,IGBT一直广泛使用在超过300V电压的应用中,模块化的IGBT 可以满足更高的电流传导要求,其应用领域不断提高,今后将有更大的发展。

IGBT的结构与特性:

如图1所示为一个N沟道增强型绝缘栅双极晶体管结构, N+区

称为源区,附于其上的电极称为源极(即发射极E)。N基极称为漏区。器件的控制区为栅区,附于其上的电极称为栅极(即门极G)。沟道在紧靠栅区边界形成。在C、E两极之间的P型区(包括P+和P-区,沟道在该区域形成),称为亚沟道区(Subchannel region)。而在漏区另一侧的P+区称为漏注入区(Drain injector),它是IGBT特有的功能区,与漏区和亚沟道区一起形成PNP双极晶体管,起发射极的作用,向漏极注入空穴,进行导电调制,以降低器件的通态电压。附于漏注入区上的电极称为漏极(即集电极C)。

图1 N沟道增强型绝缘栅双极晶体管结构

IGBT的开关作用是通过加正向栅极电压形成沟道,给PNP(原来

为NPN)晶体管提供基极电流,使IGBT导通。反之,加反向门极电压消除沟道,切断基极电流,使IGBT关断。IGBT的驱动方法和MOSFET 基本相同,只需控制输入极N-沟道MOSFET,所以具有高输入阻抗特性。当MOSFET的沟道形成后,从P+基极注入到N-层的空穴(少子),对N-层进行电导调制,减小N-层的电阻,使IGBT在高电压时,也具有低的通态电压。

IGBT是由MOSFET和GTR技术结合而成的复合型开关器件,是通过在功率MOSFET的漏极上追加p+层而构成的,性能上也是结合了MOSFET和双极型功率晶体管的优点。N+区称为源区,附于其上的电极称为源极(即发射极E);P+区称为漏区,器件的控制区为栅区,附于其上的电极称为栅极(即门极G)。沟道在紧靠栅区边界形成。在C、E两极之间的P型区(包括P+和P-区)(沟道在该区域形成)称为亚沟道区(Subchannel region)。而在漏区另一侧的P+区称为漏注入区(Drain injector),它是IGBT特有的功能区,与漏区和亚沟道区一起形成PNP双极晶体管,起发射极的作用,向漏极注入空穴,进行导电调制,以降低器件的通态压降。附于漏注入区上的电极称为漏极(即集电极C)。

图2 IGBT的结构

IGBT是由一个N沟道的MOSFET和一个PNP型GTR组成,它实际是以GTR为主导元件,以MOSFET为驱动元件的复合管。IGBT除了内含PNP晶体管结构,还有NPN晶体管结构,该NPN晶体管通过将其基极与发射极短接至MOSFET的源极金属端使之关断。IGBT的4层PNPN 结构,内含的PNP与NPN晶体管形成了一个可控硅的结构,有可能会造成IGBT的擎柱效应。IGBT与MOSFET不同,内部没有寄生的反向二极管,因此在实际使用中(感性负载)需要搭配适当的快恢复二极管。

IGBT的理想等效电路及实际等效电路如下图所示:

图3 IGBT的理想等效电路及实际等效电路

由等效电路可将IGBT作为对PNP双极晶体管和功率MOSFET进行达林顿连接后形成的单片型Bi-MOS晶体管。

因此,在门极-发射极之间外加正电压使功率MOSFET导通时,PNP 晶体管的基极-集电极就连接上了低电阻,从而使PNP晶体管处于导通状态,由于通过在漏极上追加p+层,在导通状态下,从p+层向n 基极注入空穴,从而引发传导性能的转变。因此,它与功率MOSFET 相比,可以得到极低的通态电阻。

此后,使门极-发射极之间的电压为0V时,首先功率MOSFET处于断路状态,PNP晶体管的基极电流被切断,从而处于断路状态。

如上所述,IGBT和功率MOSFET一样,通过电压信号可以控制开通和关断动作。

IGBT的工作特性:

1.静态特性

IGBT 的静态特性主要有伏安特性、转移特性和开关特性。

IGBT 的伏安特性是指以栅源电压Ugs 为参变量时,漏极电流与栅极电压之间的关系曲线。输出漏极电流比受栅源电压Ugs 的控制,Ugs 越高, Id 越大。它与GTR 的输出特性相似,也可分为饱和区1 、放大区2和击穿特性3部分。在截止状态下的IGBT,正向电压由J2 结承担,反向电压由J1结承担。如果无N+缓冲区,则正反向阻断电压可以做到同样水平,加入N+缓冲区后,反向关断电压只能达到几十伏水平,因此,限制了IGBT 的某些应用范围。

IGBT 的转移特性是指输出漏极电流Id 与栅源电压Ugs 之间的关系曲线。它与MOSFET的转移特性相同,当栅源电压小于开启电压Ugs(th) 时,IGBT 处于关断状态。在IGBT 导通后的大部分漏极电流范围内, Id 与Ugs呈线性关系。最高栅源电压受最大漏极电流限制,其最佳值一般取为15V左右。

IGBT 的开关特性是指漏极电流与漏源电压之间的关系。IGBT 处于导通态时,由于它的PNP 晶体管为宽基区晶体管,所以其B 值极低。尽管等效电路为达林顿结构,但流过MOSFET 的电流成为IGBT 总电流的主要部分。此时,通态电压Uds(on) 可用下式表示:Uds(on) = Uj1 + Udr + IdRoh

式中Uj1 —— JI 结的正向电压,其值为0.7 ~1V ;Udr ——扩展电阻Rdr 上的压降;Roh ——沟道电阻。

通态电流Ids 可用下式表示:

Ids=(1+Bpnp)Imos

式中Imos ——流过MOSFET 的电流。

由于N+ 区存在电导调制效应,所以IGBT 的通态压降小,耐压1000V的IGBT 通态压降为2 ~ 3V 。IGBT 处于断态时,只有很小的泄漏电流存在。

1动态特性

IGBT在开通过程中,大部分时间是作为MOSFET 来运行的,只是在漏源电压Uds 下降过程后期, PNP晶体管由放大区至饱和,又增加了一段延迟时间。td(on) 为开通延迟时间,tri为电流上升时间。实际应用中常给出的漏极电流开通时间ton即为td (on) tri之和。漏源电压的下降时间由tfe1和tfe2组成。

IGBT的触发和关断要求给其栅极和基极之间加上正向电压和负向电压,栅极电压可由不同的驱动电路产生。当选择这些驱动电路时,必须基于以下的参数来进行:器件关断偏置的要求、栅极电荷的要求、耐固性要求和电源的情况。因为IGBT栅极- 发射极阻抗大,故可使用MOSFET驱动技术进行触发,不过由于IGBT的输入电容较MOSFET 为大,故IGBT的关断偏压应该比许多MOSFET驱动电路提供的偏压更高。

IGBT的开关速度低于MOSFET,但明显高于GTR。IGBT在关断时不需要负栅压来减少关断时间,但关断时间随栅极和发射极并联电阻的增加而增加。IGBT的开启电压约3~4V,和MOSFET相当。IGBT导通时的饱和压降比MOSFET低而和GTR接近,饱和压降随栅极电压的增加而降低。

IGBT的工作原理:

IGBT是将强电流、高压应用和快速终端设备用垂直功率MOSFET 的自然进化。由于实现一个较高的击穿电压BVDSS需要一个源漏通道,而这个通道却具有很高的电阻率,因而造成功率MOSFET具有RDS(on)数值高的特征,IGBT消除了现有功率MOSFET的这些主要缺点。虽然最新一代功率MOSFET 器件大幅度改进了RDS(on)特性,但是在高电平时,功率导通损耗仍然要比IGBT 技术高出很多。较低的压降,转换成一个低VCE(sat)的能力,以及IGBT的结构,同一个标准双极器件相比,可支持更高电流密度,并简化IGBT驱动器的原理图。

N沟型的IGBT工作是通过栅极-发射极间加阀值电压VTH以上的(正)电压,在栅极电极正下方的p层上形成反型层(沟道),开始从发射极电极下的n-层注入电子。该电子为p+n-p晶体管的少数载流子,从集电极衬底p+层开始流入空穴,进行电导率调制(双极工作),所以可以降低集电极-发射极间饱和电压。工作时的等效电路如图1(b)所示,IGBT的符号如图1(c)所示。在发射极电极侧形成n+pn-寄生晶体管。若n+pn-寄生晶体管工作,又变成p+n- pn+晶闸管。电流继续流动,直到输出侧停止供给电流。通过输出信号已不能进行控制。一般将这种状态称为闭锁状态。

为了抑制n+pn-寄生晶体管的工作IGBT采用尽量缩小p+n-p晶体管的电流放大系数α作为解决闭锁的措施。具体地来说,p+n-p 的电流放大系数α设计为0.5以下。 IGBT的闭锁电流IL为额定电流(直流)的3倍以上。IGBT的驱动原理与电力MOSFET基本相同,通

断由栅射极电压uGE决定。

导通

IGBT硅片的结构与功率MOSFET 的结构十分相似,主要差异是IGBT增加了P+ 基片和一个N+ 缓冲层(NPT-非穿通-IGBT技术没有增加这个部分),其中一个MOSFET驱动两个双极器件。基片的应用在管体的P+和N+ 区之间创建了一个J1结。当正栅偏压使栅极下面反演P基区时,一个N沟道形成,同时出现一个电子流,并完全按照功率MOSFET的方式产生一股电流。如果这个电子流产生的电压在0.7V范围内,那么,J1将处于正向偏压,一些空穴注入N-区内,并调整阴阳极之间的电阻率,这种方式降低了功率导通的总损耗,并启动了第二个电荷流。最后的结果是,在半导体层次内临时出现两种不同的电流拓扑:一个电子流(MOSFET 电流);空穴电流(双极)。uGE大于开启电压UGE(th)时,MOSFET内形成沟道,为晶体管提供基极电流,IGBT 导通。

导通压降

电导调制效应使电阻RN减小,使通态压降小。

关断

当在栅极施加一个负偏压或栅压低于门限值时,沟道被禁止,没有空穴注入N-区内。在任何情况下,如果MOSFET电流在开关阶段迅速下降,集电极电流则逐渐降低,这是因为换向开始后,在N层内还存在少数的载流子(少子)。这种残余电流值(尾流)的降低,完全取决于关断时电荷的密度,而密度又与几种因素有关,如掺杂质的数量和

拓扑,层次厚度和温度。少子的衰减使集电极电流具有特征尾流波形,集电极电流引起以下问题:功耗升高;交叉导通问题,特别是在使用续流二极管的设备上,问题更加明显。

鉴于尾流与少子的重组有关,尾流的电流值应与芯片的温度、IC 和VCE密切相关的空穴移动性有密切的关系。因此,根据所达到的温度,降低这种作用在终端设备设计上的电流的不理想效应是可行的,尾流特性与VCE、IC和 TC有关。

栅射极间施加反压或不加信号时,MOSFET内的沟道消失,晶体管的基极电流被切断,IGBT关断。

反向阻断

当集电极被施加一个反向电压时,J1 就会受到反向偏压控制,耗尽层则会向N-区扩展。因过多地降低这个层面的厚度,将无法取得一个有效的阻断能力,所以,这个机制十分重要。另一方面,如果过大地增加这个区域尺寸,就会连续地提高压降。

正向阻断

当栅极和发射极短接并在集电极端子施加一个正电压时,P/NJ3结受反向电压控制。此时,仍然是由N漂移区中的耗尽层承受外部施加的电压。

闩锁

IGBT在集电极与发射极之间有一个寄生PNPN晶闸管。在特殊条件下,这种寄生器件会导通。这种现象会使集电极与发射极之间的电流量增加,对等效MOSFET的控制能力降低,通常还会引起器件击穿

IGBT的结构和工作原理

IGBT的结构和工作原理 图1所示为一个N 沟道增强型绝缘栅双极晶体管结构,N+ 区称为源区,附于其上的电极称为源极。N+ 区称为漏区。器件的控制区为栅区,附于其上的电极称为栅极。沟道在紧靠栅区边界形成。在漏、源之间的P 型区(包括P+ 和P 一区)(沟道在该区域形成),称为亚沟道区(Subchannel region )。而在漏区另一侧的P+ 区称为漏注入区(Drain injector ),它是IGBT 特有的功能区,与漏区和亚沟道区一起形成PNP 双极晶体管,起发射极的作用,向漏极注入空穴,进行导电调制,以降低器件的通态电压。附于漏注入区上的电极称为漏极。 IGBT 的开关作用是通过加正向栅极电压形成沟道,给PNP 晶体管提供基极电流,使IGBT 导通。反之,加反向门极电压消除沟道,流过反向基极电流,使IGBT 关断。IGBT 的驱动方法和MOSFET 基本相同,只需控制输入极N一沟道MOSFET ,所以具有高输入阻抗特性。当MOSFET 的沟道形成后,从P+ 基极注入到N 一层的空穴(少子),对N 一层进行电导调制,减小N 一层的电阻,使IGBT 在高电压时,也具有低的通态电压。 2.IGBT 的工作特性 1.静态特性 IGBT 的静态特性主要有伏安特性、转移特性和开关特性。 IGBT 的伏安特性是指以栅源电压Ugs 为参变量时,漏极电流与栅极电压之间的关系曲线。输出漏极电流比受栅源电压Ugs 的控制,Ugs 越高,Id 越大。它与GTR 的输出特性相似.也可分为饱和区1 、放大区2 和击穿特性3 部分。在截止状态下的IGBT ,正向电压由J2 结承担,反向电压由J1结承担。如果无N+ 缓冲区,则正反向阻断电压可以做到同样水平,加入N+缓冲区后,反向关断电压只能达到几十伏水平,因此限制了IGBT 的某些应用范围。 IGBT 的转移特性是指输出漏极电流Id 与栅源电压Ugs 之间的关系曲线。它与MOSFET 的转移特性相同,当栅源电压小于开启电压Ugs(th) 时,IGBT 处于关断状态。在IGBT 导通后的大部分漏极电流范围内,Id 与Ugs呈线性关系。最高栅源电压受最大漏极电流限制,其最佳值一般取为15V左右。 IGBT 的开关特性是指漏极电流与漏源电压之间的关系。IGBT 处于导通态时,由于它的PNP 晶体管为宽基区晶体管,所以其B 值极低。尽管等效电路为达林顿结构,但流过MOSFET 的电流成为IGBT 总电流的主要部分。此时,通态电压Uds(on) 可用下式表示: Uds(on) =Uj1 +Udr +IdRoh 式中Uj1 —— JI 结的正向电压,其值为0.7 ~1V ;Udr ——扩展电阻Rdr 上的压降;Roh ——沟道电阻。

家用燃气灶熄火保护装置复习过程

家用燃气灶熄火保护装置 家用燃气灶熄火保护装置 上海煤气表具股份有限公司孔庆芳 广 摘要安全型家用燃气灶能在非正常情况下煤气泄漏时厦时切断煤气,防止用户的人身 和财产受到损害. 叙词:趱苎墨塞全矍曼 1前言 截止到1999年lO月底.上海市l6个城 区的平均气化率已高达98%,使用燃气的居 民家庭总户数已达约405万户.其中管道煤 气255万户,天然气4万户,液化石油气145 万户.随着上海市民住房条件的改善,生活 水平的提高,独用厨房越来越多,房屋装修 的档次越来越高.原密封性差,使用人数多 的公用厨房正逐渐减少.因此.住户对厨房 内使用的各种器具的安全性的要求相应地提 高.燃气灶,热水器,取暖器等民用燃具其 安全性更不容忽视,尤其当老人和孩子在家 中使用这些燃具时更要当心.近年来,由于 灶具使用不当造成煤气泄露中毒死亡事故时 有发生.为此.上海市燃气管理处发布有关 条文规定自1998年lO月起禁止在上海市 场销售非安全性家用燃气灶.这一规定的出 台受到灶具生产厂家和广大用户的共同欢 迎.我公司自销售带有熄火保护装置的安全

型家用灶以来.由于下列兰方面的原因造成的事故还未发生过. ①沸液将火焰溢灭,造成煤气泄漏: ②打开煤气开关以为火点着了,但实际没有点着.造成煤气泄漏: ③灶具在使用过程中煤气突然中断.继而又恢复供气,造成煤气泄漏. 使用安全型燃气灶能够有效地防止上述 情况发生,安全装置能及时地切断未燃的煤气,不使大量外溢,从而保障用户的人身和 物质财产的安全.安全型家用灶由于增加了安全功能,用户在初次使用时较普通型灶具的操作总觉得有所不便,这主要是因为用户对安全装置的特性和工作原理不了解,操作不习惯引起的.目前在民用燃具上广泛使用的安全装置有:熄火保护装置,缺氧保护装 置和过热保护装置等.其中熄火保护装置是燃气灶上最普遍,最基本的安全装置. 4经济性比较及结论 对于工程经济性的评价包括两部分.一 是材料费及设备费.一是人工费.采用CSST 加铜管系统的材料费要比钢管系统贵.但人工费却可以大大降低这主要归功于CSST 管材施工上的方便与灵活性.在不增加系统投资的情况下.CSST加铜管系统的供气能力比钢管系统提高了63%,投资情况如表5所刁0 第14卷2000年第3期 表5新旧系统投资对比(美元)

igbt工作原理及应用

igbt工作原理及应用 绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的保护 引言 绝缘栅双极型晶体管IGBT是由MOSFET和双极型晶体管复合而成的一种器件,其输入极为MOSFET,输出极为PNP晶体管,因此,可以把其看作是MOS输入的达林顿管。它融和了这两种器件的优点,既具有MOSFET器件驱动简单和快速的优点,又具有双极型器件容量大的优点,因而,在现代电力电子技术中得到了越来越广泛的应用。在中大功率的开关电源装置中,IGBT由于其控制驱动电路简单、工作频率较高、容量较大的特点,已逐步取代晶闸管或GTO。但是在开关电源装置中,由于它工作在高频与高电压、大电流的条件下,使得它容易损坏,另外,电源作为系统的前级,由于受电网波动、雷击等原因的影响使得它所承受的应力更大,故IGBT的可靠性直接关系到电源的可靠性。因而,在选择IGBT时除了要作降额考虑外,对IGBT的保护设计也是电源设计时需要重点考虑的一个环节。 1 IGBT的工作原理 IGBT的等效电路如图1所示。由图1可知,若在IGBT的栅极和发射极之间加上驱动正电压,则MOSFET导通,这样PNP晶体管的集电极与基极之间成低阻状态而使得晶体管导通;若IGBT的栅极和发射极之间电压为0V,则MOSFET截止,切断PNP晶体管基极电流的供给,使得晶体管截止 由此可知,IGBT的安全可靠与否主要由以下因素决定:

——IGBT栅极与发射极之间的电压; ——IGBT集电极与发射极之间的电压; ——流过IGBT集电极-发射极的电流; ——IGBT的结温。 如果IGBT栅极与发射极之间的电压,即驱动电压过低,则IGBT不能稳定正常地工作,如果过高超过栅极-发射极之间的耐压则IGBT可能永久性损坏;同样,如果加在IGBT集电极与发射极允许的电压超过集电极-发射极之间的耐压,流过IGBT集电极-发射极的电流超过集电极-发射极允许的最大电流,IGBT的结温超过其结温的允许值,IGBT都可能会永久性损坏。 2 保护措施 在进行电路设计时,应针对影响IGBT可靠性的因素,有的放矢地采取相应的保护措施。 2.1 IGBT栅极的保护 IGBT的栅极-发射极驱动电压VGE的保证值为±20V,如果在它的栅极与发射极之间加上超出保证值的电压,则可能会损坏IGBT,因此,在IGBT的驱动电路中应当设置栅压限幅电路。另外,若IGBT的栅极与发射极间开路,而在其集电极与发射极之间加上电压,则随着集电极电位的变化,由于栅极与集电极和发射极之间寄生电容的存在,使得栅极电位升高,集电极-发射极有电流流过。这时若集电极和发射极间处于高压状态时,可能会使IGBT发热甚至损坏。如果设备在运输或振动过程中使得栅极回路断开,在不被察觉的情况下给主电路加上

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解析IGBT工作原理及作用 一、IGBT是什幺 ?IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor),绝缘栅双极型晶体管,由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半 导体器件, 兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低,载流密度大,但驱动电流较大;MOSFET驱动功率很小, 开关速度快,但导通压降大,载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点,驱动功率小而饱和压降低。非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流 系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。 ?通俗来讲:IGBT是一种大功率的电力电子器件,是一个非通即断的开关,IGBT没有放大电压的功能,导通时可以看做导线,断开时当做开路。三大特点就是高压、大电流、高速。 ?二、IGBT模块 ?IGBT是Insulated Gate Bipolar Transistor(绝缘栅双极型晶体管)的缩写,IGBT是由MOSFET和双极型晶体管复合而成的一种器件,其输入极为MOSFET,输出极为PNP晶体管,它融和了这两种器件的优点,既具有MOSFET器件驱动功率小和开关速度快的优点,又具有双极型器件饱和压降 低而容量大的优点,其频率特性介于MOSFET与功率晶体管之间,可正常工 作于几十kHz频率范围内,在现代电力电子技术中得到了越来越广泛的应用,在较高频率的大、中功率应用中占据了主导地位。 ?IGBT的等效电路如图1所示。由图1可知,若在IGBT的栅极和发射极之 间加上驱动正电压,则MOSFET导通,这样PNP晶体管的集电极与基极之 间成低阻状态而使得晶体管导通;若IGBT的栅极和发射极之间电压为0V,

燃气灶的基本构造

燃气灶的基本构造 家用燃气灶的结构 家用燃气灶一般由燃烧器、引射器、点火装置、供气管路四大部分组成。 具体包括:大/小火盖、锅架、进气接头、水盘、胶圈、阀体、炉头、旋钮开关、面板、喷嘴、进气管、风门、支脚、脉冲点火器、压电陶瓷点火器、电磁阀、熄火保护装置等。 燃烧器 1)家用燃气灶通常采用的燃烧器方式有两种:部分预混式燃烧和完全预混式燃烧。 2)燃烧器头部 燃烧器头部的作用是将燃气、空气的混合气体均匀地分配到各个火孔上,使其进行稳定的完全燃烧。 为此,要求头部各点混合气体的压力几乎相等,二次空气能均匀地供应到每个火孔上。此外,头部容积不宜过大,否则容易产生熄火噪音。 根据大气式燃烧器的不同用途,它可以做成多火孔头部和单火孔头部两种形式。 民用燃具大多数使用多火孔头部,它的形式很多。在设计燃烧器头部时,要充分考虑火孔的形式、大 小、孔数以及排列方式等因素。这些因素并不单纯由燃烧器决定,而是根据不同用途,受加热物的大小、形状及燃烧室的大小等因素而定。 常用的火孔有以下几种形状: ①圆火孔:燃烧器头部的火孔用钻头钻孔。这种加工形式方法简单,广泛采用。 ②方火孔(炬形火孔或梯形火孔):有纵长和横长两种排列法。 ③缝隙火孔:加工火孔时,用刀具取代钻头,加工成细长的沟槽,这种火孔叫缝隙火孔。 引射器 为了使燃气与一次窄气混合,需要使用引射器。引射器包括燃气喷嘴、一次空气调节器(调风板)、收缩管、喉管和扩散管。

点火装置 1)压电陶瓷点火器 2)脉冲电子点火器 配件 台式炉框体、嵌入式底壳、嵌入式面板、汤盘、密封圈、阀体、炉头、火盖、炉架、燃气管/煤气管、旋钮、点火控制器、电池盒、微动开关、热电偶、电磁阀、点火/感焰针、炉脚、橡(硅)胶零件、表面处理、玻璃/陶瓷面板等。 (资料来源:中国联保网)

IGBT驱动原理

IGBT 驱动原理 目录 一、简介 二、工作原理 三、技术现状 四、测试方法 五、选取方法 简介: 绝缘栅双极晶体管IGBT 是第三代电力电子器件,安全工作,它集功率晶体管GTR 和功率场效应管MOSFET的优点于一身,具有易于驱动、峰值电流容量大、自关断、开关频率高 (10-40 kHz) 的特点,是目前发展最为迅速的新一代电力电子器件。广泛应用于小体积、高 效率的变频电源、电机调速、UPS 及逆变焊机当中。IGBT 的驱动和保护是其应用中的关 键技术。 1 IGBT 门极驱动要求 1.1 栅极驱动电压 因IGBT 栅极- 发射极阻抗大,故可使用MOSFET 驱动技术进行驱动,但IGBT 的输入电容较MOSFET 大,所以IGBT 的驱动偏压应比MOSFET驱动所需偏压强。图 1 是一个典型的例子。在+20 ℃情况下,实测60 A ,1200 V 以下的IGBT 开通电压阀值为 5 ~6 V ,在实际使用时,为获得最小导通压降,应选取Ugc ≥(1.5 ~3)Uge(th) ,当Uge 增加时,导通时集射电压Uce 将减小,开通损耗随之减小,但在负载短路过程中Uge 增加,集电极电流Ic 也将随之增加,使得IGBT 能承受短路损坏的脉宽变窄,因此Ugc 的选择不应太大,这足以使IGBT 完全饱和,同时也限制了短路电流及其所带来的应力( 在具有短路工作过程的设备中,如在电机中使用IGBT 时,+Uge 在满足要求的情况下尽量选取最小值,以提高其耐短路能力) 。

1.2 对电源的要求 对于全桥或半桥电路来说,上下管的驱动电源要相互隔离,由于IGBT 是电压控制器件,所需要的驱动功率很小,主要是对其内部几百至几千皮法的输入电容的充放电,要求能提供较大的瞬时电流,要使IGBT 迅速关断,应尽量减小电源的内阻,并且为防止IGBT 关断时产生的du/dt 误使IGBT 导通,应加上一个-5 V 的关栅电压,以确保其完全可靠的关断 ( 过大的反向电压会造成IGBT 栅射反向击穿,一般为-2 ~10 V 之间) 。 1.3 对驱动波形的要求 从减小损耗角度讲,门极驱动电压脉冲的上升沿和下降沿要尽量陡峭,前沿很陡的门极电压使IGBT 快速开通,达到饱和的时间很短,因此可以降低开通损耗,同理,在IGBT 关断时,陡峭的下降沿可以缩短关断时间,从而减小了关断损耗,发热量降低。但在实际使用中,过快的开通和关断在大电感负载情况下反而是不利的。因为在这种情况下,IGBT 过快的开通与关断将在电路中产生频率很高、幅值很大、脉宽很窄的尖峰电压Ldi/dt ,并且这种尖峰很难被吸收掉。此电压有可能会造成IGBT 或其他元器件被过压击穿而损坏。所以在选择驱动波形的上升和下降速度时,应根据电路中元件的耐压能力及du/dt 吸收电路性能综合考虑。 1.4 对驱动功率的要求 由于IGBT 的开关过程需要消耗一定的电源功率,最小峰值电流可由下式求出: I GP = △ U ge /R G +R g ; 式中△Uge=+Uge+|Uge| ;RG 是IGBT 内部电阻;Rg 是栅极电阻。 驱动电源的平均功率为: P AV =C ge △ Uge 2 f, 式中. f 为开关频率;Cge 为栅极电容。 1.5 栅极电阻 为改变控制脉冲的前后沿陡度和防止震荡,减小IGBT 集电极的电压尖峰,应在IGBT 栅极串上合适的电阻Rg 。当Rg 增大时,IGBT 导通时间延长,损耗发热加剧;Rg 减小时,di/dt 增高,可能产生误导通,使IGBT 损坏。应根据IGBT 的电流容量和电压额定值以及开关频率来选取Rg 的数值。通常在几欧至几十欧之间( 在具体应用中,还应根据实际情况予以适当调整) 。另外为防止门极开路或门极损坏时主电路加电损坏 IGBT ,建议在栅射间加入一电阻Rge ,阻值为10 k Ω左右。 1.6 栅极布线要求 合理的栅极布线对防止潜在震荡,减小噪声干扰,保护IGBT 正常工作有很大帮助。 a .布线时须将驱动器的输出级和lGBT 之间的寄生电感减至最低( 把驱动回路包围的面积减到最小) ; b .正确放置栅极驱动板或屏蔽驱动电路,防止功率电路和控制电路之间的耦合; c .应使用辅助发射极端子连接驱动电路; d .驱动电路输出不能和IGBT 栅极直接相连时,应使用双绞线连接(2 转/ cm) ; e .栅极保护,箝位元件要尽量靠近栅射极。 1.7 隔离问题

IGBT系列焊机工作原理

第十一章IGBT系列焊机工作原理 一、功率开关管的比较 常用的功率开关有晶闸管、IGBT、场效应管等。其中,晶闸管(可控硅)的开关频率最低约1000次/秒左右,一般不适用于高频工作的开关电路。 1、效应管的特点: 场效应管的突出优点在于其极高的开关频率,其每秒钟可开关50万次以上,耐压一般在500V以上,耐温150℃(管芯),而且导通电阻,管子损耗低,是理想的开关器件,尤其适合在高频电路中作开关器件使用。 但是场效应管的工作电流较小,高的约20A低的一般在9A左右,限制了电路中的最大电流,而且由于场效应管的封装形式,使得其引脚的爬电距离(导电体到另一导电体间的表面距离)较小,在环境高压下容易被击穿,使得引脚间导电而损坏机器或危害人身安全。 2、IGBT的特点: IGBT即双极型绝缘效应管,符号及等效电路图见图11.1,其开关频率在20KHZ~30KHZ 之间。但它可以通过大电流(100A以上),而且由于外封装引脚间距大,爬电距离大,能抵御环境高压的影响,安全可靠。 图11.1 二、场效应管逆变焊机的特点 由于场效应管的突出优点,用场效应管作逆变器的开关器件时,可以把开关频率设计得很高,以提高转换效率和节省成本(使用高频率变压器以减小焊机的体积,使焊机向小型化,微型化方便使用。(高频变压器与低频变压器的比较见第三章《逆变弧焊电源整机方框图》。 但无论弧焊机还是切割机,它们的工作电流都很大。使用一个场效应管满足不了焊机对电流的需求,一般采用多只并联的形式来提高焊机电源的输出电流。这样既增加了成本,又降低了电路的稳定性和可靠性。 三、IGBT焊机的特点 IGBT焊机指的是使用IGBT作为逆变器开关器件的弧焊机。由于IGBT的开关频率较低,电流大,焊机使用的主变压器、滤波、储能电容、电抗器等电子器件都较场效应管焊机有很大不同,不但体积增大,各类技术参数也改变了。

IGBT的工作原理与工作特性

IGBT的工作原理和工作特性 IGBT的开关作用是通过加正向栅极电压形成沟道,给PNP晶体管提供基极电流,使IGBT导通。反之,加反向门极电压消除沟道,流过反向基极电流,使IGBT关断。IGBT的驱动方法和MOSFET基本相同,只需控制输入极N一沟道MOSFET,所以具有高输入阻抗特性。当MOSFET的沟道形成后,从P+基极注入到N一层的空穴(少子),对N一层进行电导调制,减小N一层的电阻,使IGBT在高电压时,也具有低的通态电压。 IGBT的工作特性包括静态和动态两类: 1.静态特性 IGBT的静态特性主要有伏安特性、转移特性和开关特性。IGBT的伏安特性是指以栅源电压Ugs为参变量时,漏极电流与栅极电压之间的关系曲线。输出漏极电流比受栅源电压Ugs的控制,Ugs越高,Id越大。它与GTR的输出特性相似.也可分为饱和区1、放大区2和击穿特性3部分。在截止状态下的IGBT,正向电压由J2结承担,反向电压由J1结承担。如果无N+缓冲区,则正反向阻断电压可以做到同样水平,加入N+缓冲区后,反向关断电压只能达到几十伏水平,因此限制了IGBT的某些应用范围。 IGBT的转移特性是指输出漏极电流Id与栅源电压Ugs之间的关系曲线。它与MOSFET的转移特性相同,当栅源电压小于开启电压Ugs(th)时,IGBT处于关断状态。在IGBT导通后的大部分漏极电流范围内,Id与Ugs呈线性关系。最高栅源电压受最大漏极电流限制,

其最佳值一般取为15V左右。IGBT的开关特性是指漏极电流与漏源电压之间的关系。IGBT处于导通态时,由于它的PNP晶体管为宽基区晶体管,所以其B值极低。尽管等效电路为达林顿结构,但流过MOSFET的电流成为IGBT总电流的主要部分。此时,通态电压Uds(on)可用下式表示: Uds(on)=Uj1+Udr+IdRoh (2-14) 式中Uj1——JI结的正向电压,其值为0.7~IV; Udr——扩展电阻Rdr上的压降;Roh——沟道电阻。 通态电流Ids可用下式表示: Ids=(1+Bpnp)Imos (2-15) 式中Imos——流过MOSFET的电流。 由于N+区存在电导调制效应,所以IGBT的通态压降小,耐压1000V 的IGBT通态压降为2~3V。IGBT处于断态时,只有很小的泄漏电流存在。 2.动态特性 IGBT在开通过程中,大部分时间是作为MOSFET来运行的,只是在漏源电压Uds下降过程后期,PNP晶体管由放大区至饱和,又增加了一段延迟时间。td(on)为开通延迟时间,tri为电流上升时间。实际应

电梯构造与原理(简版)

电梯结构与原理 简介 2011年9月

第一章概述 1.1 电梯历史与发展 很久以前,人们就已经开始使用原始的升降工具来运送人和货物,并大多采用人力或畜力作为驱动力,到19世纪初,随着工业革命的进程发展,蒸汽机成为了重要的原动机,在欧美开始用蒸汽机作为升降工具的动力,并不断地得到创新和改进,到1852年,世界第一台被工业界普遍认可的安全升降机得以诞生。1845年,英国人汤姆逊制成了世界上第一台液压升降机。当时由于升降机功能不够完善,难以保障安全,故较少用于载人。 1852年,美国纽约杨可斯(Yonkers)的机械工程师奥的斯先生(Elisha Graves Otis)在一次展览会上,向公众展示了他的发明,从此宣告了电梯的诞生,也打消了人们长期对升降机安全性的质疑,随后奥的斯先生组建成立了奥的斯电梯公司。 1857年,奥的斯公司在纽约安装了世界第一台客运升降机;1889年奥的斯公司制成使用了世界上第一台以直流电动机驱动的升降机,此时电梯就名副其实了;1899年第一台梯阶式(梯阶水平、踏板由硬木制成、有活动扶手和梳齿板)扶梯试制成功。1903年,奥的斯公司采用了曳引驱动方式代替了卷筒驱动,提高了电梯传动系统的通用性;同时也成功制造出有齿轮减速曳引式高速电梯,使电梯传动设备重量和体积大幅度地缩小,增强了安全性,并成为沿用至今的电梯曳引式传动的基本型式。 奥的斯公司在1892年开始用按钮操纵代替以往在轿厢内拉动绳索的操纵方式;1915年制造出微调节自动平层的电梯;1924年安装了第一台信号控制系统,使电梯司机操纵大大简化;1928年开发并安装了集选控制电梯;1946年在电梯上使用群控方式,并在1949年使用于纽约联合国大厦;特别值得一提的是奥的斯公司在1967年为美国纽约世界贸易中心大楼安装了208台电梯和49台自动扶梯,每天要完成13万人次的运输任务,遗憾的是该大楼于2001年9月11日因恐怖袭击而倒塌。 1976年日本富士达公司开发了速度为10m/s的直流无齿轮曳引电梯;1977年,日本三菱电机公司开发了可控硅控制的无齿轮曳引电梯;1979年奥的斯公司开发了第一台基于微机的电梯控制系统,使电梯控制进入了一个崭新的发展时期;1983年日本三菱电机公司开发了世界上第一台变频变压调速电机,并于1990年将此变频调速系统用于液压电梯驱动;1996年芬兰通力电梯公司发布了最新设计的无机房电梯MonoSpace,由Ecodisk扁平的永磁同步电动机变压变频调速驱动,电机固定在井道顶部侧面,由曳引钢丝绳传动牵引轿厢;同年日本三菱电机公司开发了采用永磁同步无齿轮曳引机和双盘式制动系统的双层轿厢高速电梯,安装在上海Mori大厦;1997年迅达电梯公司展示了Mobile无机房电梯,该电梯无需曳引绳和承载井道,自驱动轿厢在自支撑的铝制导轨上垂直运行,同年通力电梯公司在芬兰建造了当今世界上行程为350米的地下电梯试验井道,电梯实际提升高度330米,理论上可测试17m/s 速度的电梯。 随着现代建筑物楼层不断升高,电梯的运行速度、载重量也在提高。世界上最高电梯速度已经达到16m/s,但从人体对加速度的适应能力、气压变化的承受能力和实际使用电梯停

脉冲点火、压电点火燃气灶的工作原理和部件构造

脉冲点火、压电点火燃气灶的工作原理和部件构造 一、脉冲点火燃气灶原理(有电热偶、无电热偶) 打开燃气阀门,按下旋钮,旋钮杆向下移动,推动阀体内顶针一起向下移动,顶针推动阀体内曲杆摆动,推动电磁阀打开;与此同时,旋钮杆上的金属片会与脉冲点火器开关线相接触,通过旋钮杆与面壳形成对地回路,脉冲开始点火;由于旋钮杆顶端为平头键,套在气 阀芯的键槽内,如果旋钮逆时针旋转(顺时针旋转受阀体内定位装置的限制,不能转动),旋钮杆顶端的定位档块会随之旋起到阶梯台面上,脱离阀体的定位限制,气阀芯会随着旋钮 一起转动,气阀芯气孔与阀体进气孔对齐导通。此时燃气就会通过输气管T阀体通孔T气阀 芯T电磁阀阀门T引射管T喷嘴(与空气一次混合)T炉头T风门T火盖(与空气二次混合), 遇火后燃烧。引射管与炉头相接处有调节空气进气量的装置(俗称风门),通过调节风门的大小(改变空气流通截面)可以改变一次空气混合系数,影响火焰燃烧状况,防止黄焰产生。 由于刚开始燃烧时,热电偶受热就会产生电动势,通过导线进入电磁阀的线圈,产生磁场使 电磁阀吸合,从而保持了气阀开启状态,所以松开手可随意调整火焰大小。当发生意外熄火时,热电偶引线端的电压很快变为零,电磁阀线圈失电,在弹簧的作用下,迅速切断燃气通 路,防止燃气外溢。若想关闭燃气灶,可顺时针旋转旋钮至关”位置即可,此时,气阀芯和 电磁阀会先后切断燃气通路,燃烧停止,燃气不外溢;旋钮杆定位档块回旋到定位槽内,旋 钮不能旋转。 二、脉冲燃气灶部件结构: 1、热电偶(见图2-2 ):是一对(两根)不同材料焊接在一起的合金丝,当一端加热,另一 端冷却时,能在两合金丝之间产生电动势(电压)的合金丝。产生电动势的大小决定于合金 丝的材料性质和加热温度。它由金属丝、保护套及传输导线组成。在火焰上加热时,热电偶 两端产生电动势提供给电磁阀,电磁阀得电维持吸合,保持了燃气的导通;当发生意外熄火时,禾U用热电偶两端的电动势消失,电磁阀失电释放,堵住燃气通路,防止燃气外溢。 2、电磁阀(见图2-3 ):是一个用纯铁的U型冲片叠成或U型软磁铁氧体为芯柱(衔铁)的电磁铁。它通电后有磁场产生,能吸合阀芯的连杆,使燃气阀门的进气孔打开,失电后靠自身弹簧力的作用又能自动复位,封住燃气气孔,保证燃气不会外溢。燃气灶在按下旋钮点 火时,先靠阀体内的顶针顶开电磁阀,当燃烧正常时,热电偶两端产生电动势(电压),电磁阀得电维持吸合,保证了松开手后燃气的导通;当发生意外熄火时,热电偶无火焰而无电 动势产生,电磁阀释放,封住燃气通路,保证了使用的安全。 3、阀体总成:主要是用于燃气气路控制及燃气气流量的调节。是由气阀体、气阀芯、引 射管、旋钮杆、定位装置、传动装置及其实现功能转换需要的附件组成(见图2-4所示)。气阀芯是用于调节燃气流量、控制燃气通路的装置,这是因为气阀芯气孔与气阀体进气口之 间设有一定角度,当按下旋钮杆不作旋转时,气阀芯气孔与进气口并不对齐,燃气通路仍然 被封住;如果此时点火成功,则旋转旋钮,气路导通,燃气将被点燃;若点火没有成功,旋 钮不转动,则可防止燃气外溢;气阀芯上不同通径的气孔限制了燃气的流量,控制着燃气灶火焰

燃气灶的工作原理

燃气灶得工作原理 燃气灶 当按旋钮,小火点燃时,热电偶受其火焰加热,产生热电势。热电势通过导线导入电磁线圈, 产生磁场使电磁阀吸合,燃气阀开启,燃烧通路打开,维持其正常燃烧,一旦遇到大风或汤水等溢出,扑灭火焰,热电偶得热电势很快下降到零,线圈失电,电磁阀失效,在弹簧作用下迅 速复位,阀门关闭燃气通路,终止供气,保证安全 燃气灶得工作方式 燃气灶 点火方式 燃气灶得点火方式主要有电子脉冲点火与压电陶瓷点火两种,嵌入式灶多采用电子脉冲点火方式,到某个位置就点着火了,其点火命中率高,一般就是100%,但这种方式需要换电池。而台式灶多采用压电陶瓷点火方式,其点火得成功率受环境湿度影响较大,点火得时候需要按住开关才能打着火。 熄火方式 燃气灶得安全使用需对其安装熄火保护装置,目前常用得熄火保护方式主要有热敏式、热电式与光电式三种。 ?热敏式又称双金属片式,它利用双金属片在温度作用下膨胀弯曲得特性将双金属片作为安 全保护装置得传感器,在温度得作用下,膨胀系数大得金属一面会向膨胀系数小得金属一面弯曲,当失去温度时,原已膨胀弯曲得金属又会慢慢恢复到原来得状态。??热电式熄火安全保护装置由热电偶与电磁阀两部分所组成,热电式利用不同合金材料在温度得作用下产生得

热电势不同而制成,此种保护装置以热电偶作为热传感器,对旋塞阀与电磁阀得配合安装精 度要求高. ?光电式也称离子感应式.该装置就是利用燃气在燃烧时火焰带有离子并具有单向导电特性。这种安全保护方式目前已实现了交流感应,其可靠性得到了极大提高。 燃气灶打不燃火得原因 燃气灶 ?第一、有没有气,遇到煤气灶打不着火,首先要查瞧就是否还有气,没有得话就要加气。? 第二、电池有没有电,发现点不着火时,便要检查电池就是否有电,如果没有,只需要换普通得一号电池就可以了。??第三、电路接触不良,主要就是检查电池盒正负极有无生锈,线路有无接触不良,如果有,需把铁锈清除,将线路准确连接。 ?第四、过压保护,很多煤气灶有过压保护功能,一旦过压就是不会启动得,这时就要换一个减压阀试一下。? 第五、管道堵塞,一旦管道堵塞,就要检查出气阀,一般来说能闻到煤气味而煤气灶打不着火就很可能就是煤气堵塞,这时就需要对管道进行疏通.? 第六、微动开关损坏,微动开关时煤气灶里一个很小得地方,但就是它却比平常得故障都难以维修,一般来说,就是不建议业主自己对其进行维修得,这个一个精细、专业活,最好要请专门人士来解决。 第七、点火针脏,厨房很容易脏,特别就是容易沾染油污等,煤气灶放置时间太长,点火针就很容易被油污弄脏,这时就需要清洁点火针得油垢,然后再尝试点火。 ?第八、点火针位置不当,要想点着火,则燃气灶对点火针与火盖得距离就是有一定得要求得,一旦偏离距离过多就会造成燃气灶打不着火,一般来说点火针与火盖得距离就是4- 6mm,并且要对准火孔。 第九、煤气灶有一根高压线与其接头,一旦高压线出现了老化,也容易造煤气灶打不着火,这

igbt逆变器工作原理_igbt在逆变器中的作用

igbt逆变器工作原理_igbt在逆变器中的作用 IGBT(绝缘栅双极型晶体管),是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件,兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低,载流密度大,但驱动电流较大;MOSFET驱动功率很小,开关速度快,但导通压降大,载流密度小。 IGBT综合了以上两种器件的优点,驱动功率小而饱和压降低。非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。目前国内缺乏高质量IGBT模块,几乎全部靠进口。绝缘栅双极晶体管(IGBT)是高压开关家族中最为年轻的一位。由一个15V高阻抗电压源即可便利的控制电流流通器件从而可达到用较低的控制功率来控制高电流。 IGBT的工作原理和作用通俗易懂版:IGBT就是一个开关,非通即断,如何控制他的通还是断,就是靠的是栅源极的电压,当栅源极加+12V(大于6V,一般取12V到15V)时IGBT 导通,栅源极不加电压或者是加负压时,IGBT关断,加负压就是为了可靠关断。 IGBT没有放大电压的功能,导通时可以看做导线,断开时当做开路。 IGBT有三个端子,分别是G,D,S,在G和S两端加上电压后,内部的电子发生转移(半导体材料的特点,这也是为什么用半导体材料做电力电子开关的原因),本来是正离子和负离子一一对应,半导体材料呈中性,但是加上电压后,电子在电压的作用下,累积到一边,形成了一层导电沟道,因为电子是可以导电的,变成了导体。如果撤掉加在GS两端的电压,这层导电的沟道就消失了,就不可以导电了,变成了绝缘体。 IGBT的工作原理和作用电路分析版:IGBT的等效电路如图1所示。由图1可知,若在IGBT 的栅极和发射极之间加上驱动正电压,则MOSFET导通,这样PNP晶体管的集电极与基极之间成低阻状态而使得晶体管导通;若IGBT的栅极和发射极之间电压为0V,则MOSFET截止,切断PNP晶体管基极电流的供给,使得晶体管截止。 由此可知,IGBT的安全可靠与否主要由以下因素决定: --IGBT栅极与发射极之间的电压;

燃气锅炉的工作原理

燃气锅炉的工作原理 燃气锅炉是一种供暖、提供工业用途的特种设备。在家用供暖方面,主要有提供热水和蒸汽两种,例如家用生活热水、洗浴用水。工业主要提供蒸汽为其他设备提供制冷、动力等服务,例如船舶、机车、矿场等场所。锅炉工作原理比较复杂,主要有燃料系统、烟风系统、汽水系统等构成。不同类型的锅炉其工作原理也是不同的。下面就为您介绍燃气锅炉的工作原理。图1-1给出了燃气锅炉系统的原理图。水通过进水口进入锅炉,经过锅炉加热后的符合供热标准的水质通过循环水泵送入室内散热器,通过辐射和对流换热来供暖。流过散热器的水重新回到锅炉里面进行加热,然后重新流入散热器,如此循环往复的进行。用户还可以根据供热范围的大小,选择合适的循环水泵,比较经济方便。而且锅炉系统还可以供给用户热水,满足用户基本的热水需求,损失的水量可以通过进水口自动添加。锅炉内水质的温度和室内温度经过温度传感器处理后,把温度信号传送给单片机,通过相应的驱动电路来调节相应管道阀门的大小,进而通过控制水量来控制水温,达到供暖的目的。

燃气锅炉的进水口的阀门是单向阀,是为了避免锅炉内的热水倒流回自来水管道,影响经济效率。

炉温和室温的测量都采用集成的温度传感器,集成温度传感器测量比较方便,精确度也比较高,测温范围也符合本次设计的要求。燃烧器里的进气量由控制器发出的控制信号通过固体继电器的动作来控制进气阀门的大小来保证天然气充分的燃烧。散热器可以根据自己个人的喜好选择,选择外形美观便于清扫的散热器,一般为了三个效果比较好可以选择铝制的散热器,散热器的入水口的强制循环水泵保证了散热器内的水压,从而也保证了散热片的散热效果。

电梯工作原理及结构图

电梯功能及结构图 一、主要是由控制部分、驱动部分及曳引部分组成。 从以上链接地址中可以看出电梯全部结构的组成,区别于卷扬机的是,它有交互性、有舒适且安全的乘坐空间。 电梯简单理解是这样工作的:它是将动力电能,通过某种变频装置或直接向驱动装置供电,由驱动装置拖动曳引装置,再通过曳引装置上悬挂的钢丝绳拉动井内轿厢做上下运行工作。所有这些动力驱动是由很多的电气装置、机械装置实现整合工作的。 二、为什么电梯在楼上,而在一楼一按它就会下来呀? 电梯停候在上面某层,当一楼按下外召唤时,实际上简单的理解是一个触点开关,按下去的一瞬间,指令通过井内电线传输到控制柜的主控制板(或信号控制板或PC机控制板或最原始的电梯就是继电器动作),我们以控制板为例,它收到瞬间信号以后再次触动控制板内的固有程序,同时由它输出电梯准备如何响应的指令,分别至外呼灯亮及驱动装置,最后电能直接或间接驱使电机带动变速箱转动,通过钢丝绳与曳引轮的摩擦力带动轿厢向下运行,每一层都有一个平层装置来采集电梯所处位置,当电梯快到一楼时,控制板通过程序输出不同信号来控制驱动装置,使电梯换速到1楼平层开门,实现电梯外召指令。 三、为什么在轿厢里按几楼就会在几楼停呀? 工作方法类同于你提到的第二个问题,只是把外召按钮搬到了轿内,工作运行也相同。唯一不同的是轿厢指令起动的程序与外召唤不同,程序是独立的,外召唤有上、下按钮,而轿内的没有上、下之分是直达(除非路过的楼外有同方向召唤指令),站在外面按上及下所响应的结果是不同的,这里我不做详解了,相信楼主经常做电梯有感触,当你要下楼时同时按上、下所得到的电梯响应是有区别的,电梯做的功也不同,不利于节能。

IGBT 的工作原理和工作特性

IGBT 的工作原理和工作特性 IGBT的开关作用是通过加正向栅极电压形成沟道,给PNP晶体管提供基极电流,使IGBT导通。反之,加反向门极电压消除沟道,流过反向基极电流,使IGBT 关断。IGBT的驱动方法和MOSFET基本相同,只需控制输入极N一沟道MOSFET,所以具有高输入阻抗特性。 当MOSFET的沟道形成后,从P+基极注入到N一层的空穴(少子),对N 一层进行电导调制,减小N一层的电阻,使IGBT在高电压时,也具有低的通态电压。

IGBT的工作特性包括静态和动态两类: 1.静态特性IGBT的静态特性主要有伏安特性、转移特性和开关特性。 IGBT的伏安特性是指以栅源电压Ugs为参变量时,漏极电流与栅极电压之间的关系曲线。输出漏极电流比受栅源电压Ugs的控制,Ugs越高,Id越大。它与GTR的输出特性相似.也可分为饱和区1、放大区2和击穿特性3部分。在截止状态下的IGBT,正向电压由J2结承担,反向电压由J1结承担。如果无N+缓冲区,则正反向阻断电压可以做到同样水平,加入N+缓冲区后,反向关断电压只能达到几十伏水平,因此限制了IGBT的某些应用范围。 IGBT的转移特性是指输出漏极电流Id与栅源电压Ugs之间的关系曲线。它与MOSFET的转移特性相同,当栅源电压小于开启电压Ugs(th)时,IGBT处于关断状态。在IGBT导通后的大部分漏极电流范围内,Id与Ugs呈线性关系。最高栅源电压受最大漏极电流限制,其最佳值一般取为15V左右。 IGBT的开关特性是指漏极电流与漏源电压之间的关系.IGBT处于导通态时,由于它的PNP晶体管为宽基区晶体管,所以其B值极低。尽管等效电路为达林顿结构,但流过MOSFET的电流成为IGBT总电流的主要部分。此时,通态电压Uds(on)可用下式表示 Uds(on)=Uj1+Udr+IdRoh(2-14) 式中Uj1——JI结的正向电压,其值为0.7~IV;

IGBT管的结构与工作原理

IGBT管的结构与工作原理 1.IGBT的结构与工作原理图1所示为一个N 沟道增强型绝缘栅双极晶体管结构, N+ 区称为源区,附于其上的电极称为源极。N+ 区称为漏区。器件的控制区为栅区,附于其上的电极称为栅极。沟道在紧靠栅区边界形成。在漏、源之间的P 型区(包括P+ 和P 一区)(沟道在该区域形成),称为亚沟道区( Subchannel region )。而在漏区另一侧的P+ 区称为漏注入区( Drain injector ),它是IGBT 特有的功能区,与漏区和亚沟道区一起形成PNP 双极晶体管,起发射极的作用,向漏极注入空穴,进行导电调制,以降低器件的通态电压。附于漏注入区上的电极称为漏极。 IGBT 的开关作用是通过加正向栅极电压形成沟道,给PNP 晶体管提供基极电流,使IGBT 导通。反之,加反向门极电压消除沟道,流过反向基极电流,使IGBT 关断。IGBT 的驱动方法和MOSFET 基本相同,只需控制输入极N一沟道MOSFET ,所以具有高输入阻抗特性。当MOSFET 的沟道形成后,从P+ 基极注入到N 一层的空穴(少子),对N 一层进行电导调制,减小N 一层的电阻,使IGBT 在高电压时,也具有低的通态电压。 2.IGBT 的工作特性 1.静态特性 IGBT 的静态特性主要有伏安特性、转移特性和开关特性。 IGBT 的伏安特性是指以栅源电压Ugs 为参变量时,漏极电流与栅极电压之间的关系曲线。输出漏极电流比受栅源电压Ugs 的控制,Ugs 越高, Id 越大。它与GTR 的输出特性相似.也可分为饱和区1 、放大区2 和击穿特性3 部分。在截止状态下的IGBT ,正向电压由J2 结承担,反向电压由J1结承担。如果无 N+ 缓冲区,则正反向阻断电压可以做到同样水平,加入N+缓冲区后,反向关断电压只能达到几十伏水平,因此限制了IGBT 的某些应用范围。 IGBT 的转移特性是指输出漏极电流Id 与栅源电压Ugs 之间的关系曲线。它与MOSFET 的转移特性相同,当栅源电压小于开启电压Ugs(th) 时,IGBT 处于关断状态。在IGBT 导通后的大部分漏极电流范围内, Id 与Ugs呈线性关系。最

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