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电磁炉的IGBT工作原理是什么？有何依据？

电磁炉,电压,电流电磁炉的IGBT工作原理是什么？有何依据？

发布时间：2020-12-06加入收藏来源：互联网点击：

电磁炉的IGBT工作原理是什么？有何依据？

回答于 2019-09-11 08:43:50

回答于 2019-09-11 08:43:50

电磁炉IGBT简介

电磁炉的IGBT对于电磁炉来说非常重要，可谓是它的心脏，但是这个心脏很容易出事，如果电磁炉发生故障，50%的可能是这个元器件坏了，下图是电磁炉常用的IBGT管H20R1203，现在价格一般是5块左右，这要是在以前价格起码得10块，这种IGBT管一般是由仙童，不过已被ON收购，还有英飞凌，英飞凌是很多人都认为质量最好的，不仅市场巨大，质量也很好，还有东芝的，国产的不多。

电磁炉电路以及原理

如下图是电磁炉等效工作原理图，1、低压电源主要是5V、12V、18V或者24V低压供电，是给IC供电、直流风扇供电驱动、IGBT驱动等电路电压供电；2、功率控制使控制电磁炉的IGBT导通频率，控制电磁炉输出功率大小；3、系统检测主要是检测锅具的温度，也就是NTC温度，还有IGBT模块温度等，从而对系统做出相应的反应；4、显示电路一般都有数码屏，主要是显示各项参数，属于人机交互，价格低廉一点的也会有LED指示；5、主控制电路是电磁炉谐振电路，产生涡流来产生热量

如下图，市电220V经过整流桥DB1、电感L1、电容C1后形成310V脉动直流电，这时候IGBT导通，电流流向：整流桥DB1正端→L1→锅底加热线圈→IGBT→整流桥DB1负端，就这样把电能转换成磁能并储存在锅底加热线圈当中

当IGBT截止时候，由于锅底加热线圈电流不能突变，只能通过放电，把磁场能转化成电场能，随后C2又向锅底加热线圈放电，这样不断充放电，形成谐振，不断产生涡流。

电磁炉的IGBT是一种场控器件，驱动原理与MOS管基本相同，开通和关断由栅射极电压Uge决定：Uge大于开启电压Uge（th）时，形成沟道，为晶体管提供电流，IGBT导通，当加反压或不加信号时候，沟道消失，IGBT关断。

回答于 2019-09-11 08:43:50

IGBT可以简单理解成一种高性能的开关管，在很多需要变流的场所使用，比如变频器，电源电路等，一般电机控制环境使用比较多，讲白了，就是一个可以快速开启和断开电压电流的电子开关，电磁炉之所以使用它，是因为电磁炉需要把普通的50HZ交流电，变成20-40KHZ的高频交流电，如下图，先把50HZ的交流电，整流成直流稳压滤波，然后通过IGBT去通断电流，这样让线圈上产生了高频的电流，进而实现了加热需要，如果普通的继电器能实现这么快的高频开关动作，继电器也能完成这个功能，但是因为没有这么快，所以需要用IGBT来实现了，请关注：容济点火器

IGBT的中文名称叫绝缘栅双极晶体管，可以进一步理解成一种特殊的三极管，从外形来看，单管IGBT也和一般的大功率三极管是非常像的。

从内部结构来看，它也是利用双极型三极管（BJT）和绝缘栅型场效应管（MOS）来改进组成的新型管子，这样它就具备了GTR的低导通压降和MOS管的高输入阻抗的优点了。

因为MOS管是电压驱动，功耗低，频率快，但是导通的压降比较大，整体载流密度低，而且耐压不高。GTR管子是电流驱动，载流密度高，但是饱和压降比较低了，综合起来后，IGBT就在变流上有了两种管子的优点，在一些高频高压场合得到广泛应用。

所以IGBT只是一个电子开关，只有通断两种状态，没有放到的功能，它靠的是控制栅源极的电压，只要两者之间的电压大于6伏，一般是12-15伏，IGBT就会导通，两者之间没有电压（一般考虑干扰问题，需要加负压保护），IGBT就会关断。

回答于 2019-09-11 08:43:50

IGBT这个场控器件，也叫绝缘栅双极型晶体管，用的地方很多。小到家用电器，如电磁炉、开关电源，高大上的就是高铁也用，在工业用如变频器、交流电机等，其实很多领域都离不开它。从外观上看，跟晶体三极管几乎一个模子。



IGBT的结构图如下



IGBT属于三端器件，由栅极（G）、集电极（C）、发射极（E）构成。上图所示的IGBT双极型晶体管跟VDMOSFET组合的，其中多出来的一层P+是为了实现对漂移区的电导率进行调制，使IGBT具有很强的流通能力。

IGBT的工作原理：IGBT的简化等效电路图如下


这个IGBT是达林顿结构的简化等效电路图，由MOSFET跟GTR组成。IGBT的通与断取决于栅极（F）跟发射极（E）之间的电压UGE。当IGBT的UGE电压为正时，且高于其阀值电压，那么MOSFET内会形成沟道，此时GTR就会得到基极电流使IGBT导通。当栅极与发射极加反向电压或不供信号，那么MOSFET内的沟道会消失，此时GTR的基极电流会被切断，使IGBT关断。由于电导调制效应使得基极电阻RN减小，因此耐高压的IGBT也具有较小的通态压降。