Ⅰ 直流逆變電焊機220V的 單管IGBT和場效應管MOS怎麼區分 哪種型號的焊機適合用4.0的焊條
IGBT比MOS功率大頻率高關斷能力好。一般用於高電壓大電流中頻以上電路上,逆變電焊機大部分採用IGBT很少用場管。
逆變式弧焊電源,又稱弧焊逆變器,是一種新型的焊接電源。這種電源一般是將三相工頻(50Hz)交流網路電壓,先經輸入整流器整流和濾波,變成直流,再通過大功率開關電子元件(晶閘管SCR、晶體管GTR、場效應管MOSFET或IGBT)的交替開關作用,逆變成幾kHz~幾十kHz的中頻交流電壓,同時經變壓器降至適合於焊接的幾十V電壓,後再次整流並經電抗濾波輸出相當平穩的直流焊接電流。
逆變器
將直流電轉換成交流電的裝置稱逆變器。
其變換順序可簡單地表示為:工頻交流(經整流濾波)→直流(經逆變)→中頻交流(降壓、整流、濾波)→直流。如果用符號表示,即為:
AC→DC→AC→DC
一般都採用上述這種體制。這是因為如果直接用逆變降壓後的交流電進行焊接,由於其頻率高,則感抗大,在焊接迴路中有功功率就會大大降低。因此,還需再次進行整流。
電源特點
弧焊逆變器的基本特點是工作頻率高,由此而帶來很多優點。這是因為變壓器,無論是原繞組還是副繞組,其電勢E與電流的頻率f、磁通密度B、鐵芯截面積S及繞組的匝數W有如下關系:
E=4.44fBSW
而繞組的端電壓U近似地等於E,即:
U≈E=4.44fBSW
當U、B確定後,若提高f,則S減小,W減少,因此,變壓器的重量和體積就可以大大減小。這樣,就能使整機的重量和體積顯著減小。不僅如此,還因為頻率的提高及其他因素而帶來了許多優點,與傳統弧焊電源比較,其主要特點如下:
1.體積小、重量輕,節省材料,攜帶、移動方便。
2.高效節能,效率可達到80%~90%,比傳統焊機節電1/3以上。
3.動特性好,引弧容易,電弧穩定,焊縫成形美觀,飛濺小。
4.適合於與機器人結合,組成自動焊接生產系統。
5.可一機多用,完成多種焊接和切割過程。
由於逆變電源具有上述一系列的優點,因此,自20世紀70年代後期問世以來發展極快,在美、日等工業發達國家,應用范圍已相當廣了。
逆變電源現在所用的開關元件有SCR(晶閘管)、GTR(晶體管)、MOSFET(場效應管)及IGBT(兼有GTR和MOSFET優點的一種電子元件)。IGBT有取代其他幾種開關元件之勢,IGBT逆變焊機是當今世界焊機技術的重大進步,發展的新潮流。
焊接機頭是將焊接能源設備輸出的能量轉換成焊接熱,並不斷送進焊接材料,同時機頭自身向前移動,實現焊接。手工電弧焊用的電焊鉗,隨電焊條的熔化,須不斷手動向下送進電焊條,並向前移動形成焊縫。自動焊機有自動送進焊絲機構,並有機頭行走機構使機頭向前移動。常用的有小車式和懸掛式機頭兩種。電阻點焊和凸焊的焊接機頭是電極及其加壓機構,用以對工件施加壓力和通電。縫焊另有傳動機構,以帶動工件移動。對焊時需要有靜、動夾具和夾具夾緊機構,以及移動夾具和頂鍛機構。
Ⅱ 逆變焊機正極接法,和負極接法有什麼區別嗎
有的,直流焊機分正接和反接,地線接正極就是正接。地線接負極就是反接。
正極接法和負極接法主要有電弧穩定性、焊接成型速度、適用情況上的區別:
1、電弧穩定性
正極接法電弧短,反接電弧穩定,飛濺極小,電弧較為穩定;負極接法電弧吹力大。電弧長。飛濺大,電弧穩定性較差。
2、焊接成型速度
正極接法大多數情況下採用直流反接,熔池比交流焊機淺,焊縫成形美觀;負極接法正接熔深比較大,焊條熔化較快。
3、適用情況
正極接法適合焊接一些較小,輕薄的金屬元件;負極接法適用於焊條切割燒斷。堆焊,焊厚件。焊鑄鐵等。
(2)非對稱mosfet如何焊接擴展閱讀:
逆變焊機的工作原理:
逆變式弧焊電源,又稱弧焊逆變器,是一種新型的焊接電源。這種電源一般是將三相工頻(50Hz)交流網路電壓,先經輸入整流器整流和濾波,變成直流。
再通過大功率開關電子元件(晶閘管SCR、晶體管GTR、場效應管MOSFET或IGBT)的交替開關作用,逆變成幾kHz~幾十kHz的中頻交流電壓,同時經變壓器降至適合於焊接的幾十V電壓,後再次整流並經電抗濾波輸出相當平穩的直流焊接電流。
焊接機頭是將焊接能源設備輸出的能量轉換成焊接熱,並不斷送進焊接材料,同時機頭自身向前移動,實現焊接。手工電弧焊用的電焊鉗,隨電焊條的熔化,須不斷手動向下送進電焊條,並向前移動形成焊縫。自動焊機有自動送進焊絲機構,並有機頭行走機構使機頭向前移動。
Ⅲ 請教場效應管的簡單接法
舉例說明,左圖為N溝道場效應管(型號IRF630),右圖為P溝道場效應管(型號IRF9640),電源電壓12V,具體到你這個電路中,圖中電阻等元件可以根據實際電路更換相關阻值,從圖中你可以初步了解場效應管做開關電路的接法。
2,P溝道MOSFET管用法:(柵極G高電平D與S間截止,柵極G低電平D與S間導通)
柵極/基極(G)接控制信號,源極(S)接負載電源正極,漏極(D)接負載輸入正極,負載輸出負極直接接負載電源負極(模擬地)。
當柵極/基極(G)電壓小於源極(S)電壓(負載電源電壓)1.2V以上時,源極(S)到漏極(D)導通,導通電流很小,可以認為源極(S)和漏極(D)直接短接。
這樣負載正極被連通負載電源正極,負載工作。當柵極/基極(G)電壓小於源極(S)電壓(負載電源電壓)不足1.2V,或柵極/基極(G)電壓大於等於源極(S)電壓時,源極(S)到漏極(D)電阻極大,可以認為源極(S)到漏極(D)斷路,則負載不工作。
MOSFET場效應管做為快速開關元件的用法就簡單說到這里,復雜理論咱不說它,知道怎麼用就行了。如果僅僅是作為電子開關使用,也可以簡單用三極體代替MOSFET管,只不過三極體的效率、開關速度、開關可靠性遠不如MOSFET管。
(3)非對稱mosfet如何焊接擴展閱讀
工作原理
場效應管工作原理用一句話說,就是「漏極-源極間流經溝道的ID,用以柵極與溝道間的pn結形成的反偏的柵極電壓控制ID」。更正確地說,ID流經通路的寬度,即溝道截面積,它是由pn結反偏的變化,產生耗盡層擴展變化控制的緣故。
在VGS=0的非飽和區域,表示的過渡層的擴展因為不很大,根據漏極-源極間所加VDS的電場,源極區域的某些電子被漏極拉去,即從漏極向源極有電流ID流動。從門極向漏極擴展的過渡層將溝道的一部分構成堵塞型,ID飽和。將這種狀態稱為夾斷。這意味著過渡層將溝道的一部分阻擋,並不是電流被切斷。
在過渡層由於沒有電子、空穴的自由移動,在理想狀態下幾乎具有絕緣特性,通常電流也難流動。但是此時漏極-源極間的電場,實際上是兩個過渡層接觸漏極與門極下部附近,由於漂移電場拉去的高速電子通過過渡層。因漂移電場的強度幾乎不變產生ID的飽和現象。
其次,VGS向負的方向變化,讓VGS=VGS(off),此時過渡層大致成為覆蓋全區域的狀態。而且VDS的電場大部分加到過渡層上,將電子拉向漂移方向的電場,只有靠近源極的很短部分,這更使電流不能流通。
Ⅳ 求解MOS場效應管的構造原理,和工作原理,越詳細越好,謝謝。
場效應管工作原理(1)
場效應晶體管(Field Effect Transistor縮寫(FET))簡稱場效應管。一般的晶體管是由兩種極性的載流子,即多數載流子和反極性的少數載流子參與導電,因此稱為雙極型晶體管,而FET僅是由多數載流子參與導電,它與雙極型相反,也稱為單極型晶體管。它屬於電壓控制型半導體器件,具有輸入電阻高(108~109Ω)、雜訊小、功耗低、動態范圍大、易於集成、沒有二次擊穿現象、安全工作區域寬等優點,現已成為雙極型晶體管和功率晶體管的強大競爭者。
一、場效應管的分類
場效應管分結型、絕緣柵型兩大類。結型場效應管(JFET)因有兩個PN結而得名,絕緣柵型場效應管(JGFET)則因柵極與其它電極完全絕緣而得名。目前在絕緣柵型場效應管中,應用最為廣泛的是MOS場效應管,簡稱MOS管(即金屬-氧化物-半導體場效應管MOSFET);此外還有PMOS、NMOS和VMOS功率場效應管,以及最近剛問世的πMOS場效應管、VMOS功率模塊等。
按溝道半導體材料的不同,結型和絕緣柵型各分溝道和P溝道兩種。若按導電方式來劃分,場效應管又可分成耗盡型與增強型。結型場效應管均為耗盡型,絕緣柵型場效應管既有耗盡型的,也有增強型的。
場效應晶體管可分為結場效應晶體管和MOS場效應晶體管。而MOS場效應晶體管又分為N溝耗盡型和增強型;P溝耗盡型和增強型四大類。見下圖。
二、場效應三極體的型號命名方法
現行有兩種命名方法。第一種命名方法與雙極型三極體相同,第三位字母J代表結型場效應管,O代表絕緣柵場效應管。第二位字母代表 材料,D是P型硅,反型層是N溝道;C是N型硅P溝道。例如,3DJ6D是結型N溝道場效應三極體,3DO6C 是絕緣柵型N溝道場效應三極體。
第二種命名方法是CS××#,CS代表場效應管,××以數字代表型號的序號,#用字母代表同一型號中的不同規格。例如CS14A、CS45G等。
三、場效應管的參數
場效應管的參數很多,包括直流參數、交流參數和極限參數,但一般使用時關注以下主要參數:
1、I DSS — 飽和漏源電流。是指結型或耗盡型絕緣柵場效應管中,柵極電壓U GS=0時的漏源電流。
2、UP — 夾斷電壓。是指結型或耗盡型絕緣柵場效應管中,使漏源間剛截止時的柵極電壓。
3、UT — 開啟電壓。是指增強型絕緣柵場效管中,使漏源間剛導通時的柵極電壓。
4、gM — 跨導。是表示柵源電壓U GS — 對漏極電流I D的控制能力,即漏極電流I D變化量與柵源電壓UGS變化量的比值。gM 是衡量場效應管放大能力的重要參數。
5、BUDS — 漏源擊穿電壓。是指柵源電壓UGS一定時,場效應管正常工作所能承受的最大漏源電壓。這是一項極限參數,加在場效應管上的工作電壓必須小於BUDS。
6、PDSM — 最大耗散功率。也是一項極限參數,是指場效應管性能不變壞時所允許的最大漏源耗散功率。使用時,場效應管實際功耗應小於PDSM並留有一定餘量。
7、IDSM — 最大漏源電流。是一項極限參數,是指場效應管正常工作時,漏源間所允許通過的最大電流。場效應管的工作電流不應超過IDSM
幾種常用的場效應三極體的主要參數
四、場效應管的作用
1、場效應管可應用於放大。由於場效應管放大器的輸入阻抗很高,因此耦合電容可以容量較小,不必使用電解電容器。
2、場效應管很高的輸入阻抗非常適合作阻抗變換。常用於多級放大器的輸入級作阻抗變換。
3、場效應管可以用作可變電阻。
4、場效應管可以方便地用作恆流源。
5、場效應管可以用作電子開關。
五、場效應管的測試
1、結型場效應管的管腳識別:
場效應管的柵極相當於晶體管的基極,源極和漏極分別對應於晶體管的發射極和集電極。將萬用表置於R×1k檔,用兩表筆分別測量每兩個管腳間的正、反向電阻。當某兩個管腳間的正、反向電阻相等,均為數KΩ時,則這兩個管腳為漏極D和源極S(可互換),餘下的一個管腳即為柵極G。對於有4個管腳的結型場效應管,另外一極是屏蔽極(使用中接地)。
2、判定柵極
用萬用表黑表筆碰觸管子的一個電極,紅表筆分別碰觸另外兩個電極。若兩次測出的阻值都很小,說明均是正向電阻,該管屬於N溝道場效應管,黑表筆接的也是柵極。
製造工藝決定了場效應管的源極和漏極是對稱的,可以互換使用,並不影響電路的正常工作,所以不必加以區分。源極與漏極間的電阻約為幾千歐。
注意不能用此法判定絕緣柵型場效應管的柵極。因為這種管子的輸入電阻極高,柵源間的極間電容又很小,測量時只要有少量的電荷,就可在極間電容上形成很高的電壓,容易將管子損壞。
3、估測場效應管的放大能力
將萬用表撥到R×100檔,紅表筆接源極S,黑表筆接漏極D,相當於給場效應管加上1.5V的電源電壓。這時表針指示出的是D-S極間電阻值。然後用手指捏柵極G,將人體的感應電壓作為輸入信號加到柵極上。由於管子的放大作用,UDS和ID都將發生變化,也相當於D-S極間電阻發生變化,可觀察到表針有較大幅度的擺動。如果手捏柵極時表針擺動很小,說明管子的放大能力較弱;若表針不動,說明管子已經損壞。
由於人體感應的50Hz交流電壓較高,而不同的場效應管用電阻檔測量時的工作點可能不同,因此用手捏柵極時表針可能向右擺動,也可能向左擺動。少數的管子RDS減小,使表針向右擺動,多數管子的RDS增大,表針向左擺動。無論表針的擺動方向如何,只要能有明顯地擺動,就說明管子具有放大能力。
本方法也適用於測MOS管。為了保護MOS場效應管,必須用手握住螺釘旋具絕緣柄,用金屬桿去碰柵極,以防止人體感應電荷直接加到柵極上,將管子損壞。
MOS管每次測量完畢,G-S結電容上會充有少量電荷,建立起電壓UGS,再接著測時表針可能不動,此時將G-S極間短路一下即可。
目前常用的結型場效應管和MOS型絕緣柵場效應管的管腳順序如下圖所示。
六、常用場效用管
1、MOS場效應管
即金屬-氧化物-半導體型場效應管,英文縮寫為MOSFET(Metal-Oxide-Semiconctor Field-Effect-Transistor),屬於絕緣柵型。其主要特點是在金屬柵極與溝道之間有一層二氧化硅絕緣層,因此具有很高的輸入電阻(最高可達1015Ω)。它也分N溝道管和P溝道管,符號如圖1所示。通常是將襯底(基板)與源極S接在一起。根據導電方式的不同,MOSFET又分增強型、耗盡型。所謂增強型是指:當VGS=0時管子是呈截止狀態,加上正確的VGS後,多數載流子被吸引到柵極,從而「增強」了該區域的載流子,形成導電溝道。耗盡型則是指,當VGS=0時即形成溝道,加上正確的VGS時,能使多數載流子流出溝道,因而「耗盡」了載流子,使管子轉向截止。
以N溝道為例,它是在P型硅襯底上製成兩個高摻雜濃度的源擴散區N+和漏擴散區N+,再分別引出源極S和漏極D。源極與襯底在內部連通,二者總保持等電位。圖1(a)符號中的前頭方向是從外向電,表示從P型材料(襯底)指身N型溝道。當漏接電源正極,源極接電源負極並使VGS=0時,溝道電流(即漏極電流)ID=0。隨著VGS逐漸升高,受柵極正電壓的吸引,在兩個擴散區之間就感應出帶負電的少數載流子,形成從漏極到源極的N型溝道,當VGS大於管子的開啟電壓VTN(一般約為+2V)時,N溝道管開始導通,形成漏極電流ID。
國產N溝道MOSFET的典型產品有3DO1、3DO2、3DO4(以上均為單柵管),4DO1(雙柵管)。它們的管腳排列(底視圖)見圖2。
MOS場效應管比較「嬌氣」。這是由於它的輸入電阻很高,而柵-源極間電容又非常小,極易受外界電磁場或靜電的感應而帶電,而少量電荷就可在極間電容上形成相當高的電壓(U=Q/C),將管子損壞。因此了廠時各管腳都絞合在一起,或裝在金屬箔內,使G極與S極呈等電位,防止積累靜電荷。管子不用時,全部引線也應短接。在測量時應格外小心,並採取相應的防靜電感措施。
MOS場效應管的檢測方法
(1).准備工作
測量之前,先把人體對地短路後,才能摸觸MOSFET的管腳。最好在手腕上接一條導線與大地連通,使人體與大地保持等電位。再把管腳分開,然後拆掉導線。
(2).判定電極
將萬用表撥於R×100檔,首先確定柵極。若某腳與其它腳的電阻都是無窮大,證明此腳就是柵極G。交換表筆重測量,S-D之間的電阻值應為幾百歐至幾千歐,其中阻值較小的那一次,黑表筆接的為D極,紅表筆接的是S極。日本生產的3SK系列產品,S極與管殼接通,據此很容易確定S極。
(3).檢查放大能力(跨導)
將G極懸空,黑表筆接D極,紅表筆接S極,然後用手指觸摸G極,表針應有較大的偏轉。雙柵MOS場效應管有兩個柵極G1、G2。為區分之,可用手分別觸摸G1、G2極,其中表針向左側偏轉幅度較大的為G2極。
目前有的MOSFET管在G-S極間增加了保護二極體,平時就不需要把各管腳短路了。
MOS場效應晶體管使用注意事項。
MOS場效應晶體管在使用時應注意分類,不能隨意互換。MOS場效應晶體管由於輸入阻抗高(包括MOS集成電路)極易被靜電擊穿,使用時應注意以下規則:
(1). MOS器件出廠時通常裝在黑色的導電泡沫塑料袋中,切勿自行隨便拿個塑料袋裝。也可用細銅線把各個引腳連接在一起,或用錫紙包裝
(2).取出的MOS器件不能在塑料板上滑動,應用金屬盤來盛放待用器件。
(3). 焊接用的電烙鐵必須良好接地。
(4). 在焊接前應把電路板的電源線與地線短接,再MOS器件焊接完成後在分開。
(5). MOS器件各引腳的焊接順序是漏極、源極、柵極。拆機時順序相反。
(6).電路板在裝機之前,要用接地的線夾子去碰一下機器的各接線端子,再把電路板接上去。
(7). MOS場效應晶體管的柵極在允許條件下,最好接入保護二極體。在檢修電路時應注意查證原有的保護二極體是否損壞。
2、VMOS場效應管
VMOS場效應管(VMOSFET)簡稱VMOS管或功率場效應管,其全稱為V型槽MOS場效應管。它是繼MOSFET之後新發展起來的高效、功率開關器件。它不僅繼承了MOS場效應管輸入阻抗高(≥108W)、驅動電流小(左右0.1μA左右),還具有耐壓高(最高可耐壓1200V)、工作電流大(1.5A~100A)、輸出功率高(1~250W)、跨導的線性好、開關速度快等優良特性。正是由於它將電子管與功率晶體管之優點集於一身,因此在電壓放大器(電壓放大倍數可達數千倍)、功率放大器、開關電源和逆變器中正獲得廣泛應用。
眾所周知,傳統的MOS場效應管的柵極、源極和漏極大大致處於同一水平面的晶元上,其工作電流基本上是沿水平方向流動。VMOS管則不同,從左下圖上可以看出其兩大結構特點:第一,金屬柵極採用V型槽結構;第二,具有垂直導電性。由於漏極是從晶元的背面引出,所以ID不是沿晶元水平流動,而是自重摻雜N+區(源極S)出發,經過P溝道流入輕摻雜N-漂移區,最後垂直向下到達漏極D。電流方向如圖中箭頭所示,因為流通截面積增大,所以能通過大電流。由於在柵極與晶元之間有二氧化硅絕緣層,因此它仍屬於絕緣柵型MOS場效應管。
國內生產VMOS場效應管的主要廠家有877廠、天津半導體器件四廠、杭州電子管廠等,典型產品有VN401、VN672、VMPT2等。表1列出六種VMOS管的主要參數。其中,IRFPC50的外型如右上圖所示。
VMOS場效應管的檢測方法
(1).判定柵極G
將萬用表撥至R×1k檔分別測量三個管腳之間的電阻。若發現某腳與其字兩腳的電阻均呈無窮大,並且交換表筆後仍為無窮大,則證明此腳為G極,因為它和另外兩個管腳是絕緣的。
(2).判定源極S、漏極D
由圖1可見,在源-漏之間有一個PN結,因此根據PN結正、反向電阻存在差異,可識別S極與D極。用交換表筆法測兩次電阻,其中電阻值較低(一般為幾千歐至十幾千歐)的一次為正向電阻,此時黑表筆的是S極,紅表筆接D極。
(3).測量漏-源通態電阻RDS(on)
將G-S極短路,選擇萬用表的R×1檔,黑表筆接S極,紅表筆接D極,阻值應為幾歐至十幾歐。
由於測試條件不同,測出的RDS(on)值比手冊中給出的典型值要高一些。例如用500型萬用表R×1檔實測一隻IRFPC50型VMOS管,RDS(on)=3.2W,大於0.58W(典型值)。
(4).檢查跨導
將萬用表置於R×1k(或R×100)檔,紅表筆接S極,黑表筆接D極,手持螺絲刀去碰觸柵極,表針應有明顯偏轉,偏轉愈大,管子的跨導愈高。
注意事項:
(1)VMOS管亦分N溝道管與P溝道管,但絕大多數產品屬於N溝道管。對於P溝道管,測量時應交換表筆的位置。
(2)有少數VMOS管在G-S之間並有保護二極體,本檢測方法中的1、2項不再適用。
(3)目前市場上還有一種VMOS管功率模塊,專供交流電機調速器、逆變器使用。例如美國IR公司生產的IRFT001型模塊,內部有N溝道、P溝道管各三隻,構成三相橋式結構。
(4)現在市售VNF系列(N溝道)產品,是美國Supertex公司生產的超高頻功率場效應管,其最高工作頻率fp=120MHz,IDSM=1A,PDM=30W,共源小信號低頻跨導gm=2000μS。適用於高速開關電路和廣播、通信設備中。
(5)使用VMOS管時必須加合適的散熱器後。以VNF306為例,該管子加裝140×140×4(mm)的散熱器後,最大功率才能達到30W
七、場效應管與晶體管的比較
(1)場效應管是電壓控制元件,而晶體管是電流控制元件。在只允許從信號源取較少電流的情況下,應選用場效應管;而在信號電壓較低,又允許從信號源取較多電流的條件下,應選用晶體管。
(2)場效應管是利用多數載流子導電,所以稱之為單極型器件,而晶體管是即有多數載流子,也利用少數載流子導電。被稱之為雙極型器件。
(3)有些場效應管的源極和漏極可以互換使用,柵壓也可正可負,靈活性比晶體管好。
(4)場效應管能在很小電流和很低電壓的條件下工作,而且它的製造工藝可以很方便地把很多場效應管集成在一塊矽片上,因此場效應管在大規模集成電路中得到了廣泛的應用。
Ⅳ 請問功率mosfet管是直接焊在普通的pcb上嗎
電子器件都是直來接焊在PCB上的,源只不過有插件和表面裝帖的區別。MOSFET是否需要散熱要根據熱降額和封裝方式而定,這里隨便講幾種常見的。
TO-220/252
這種封裝的MOSFET基本只通過正面的pad散熱,該封裝太厚,背面基本散不去什麼熱量。TO-220/252-3這種直立的插件管就必須安裝散熱片,散熱片大小請查閱相關原件的數據手冊以確保熱降額不超標。對於SMD型管可加厚敷銅層提高散熱效果,或者在背面用焊錫拉出若干條散熱網。
SOIC-8
這種封裝幾乎只依靠8條引腳散熱,不必額外添加什麼散熱措施了,沒用。
DFN或者LFPAK
這種新型的薄型封裝本身熱導就很低,多數情況下不需要添加額外措施。當然極端情況下在背面粘貼散熱片靜風或主動散熱能帶來更低的熱降額。
請LZ給分。