功率晶體管的電壓/電流都選得足夠大,除了注意自己的人身安全,一般不用擔心功率晶體管會損壞。但是在實際產品實驗中,功率晶體管技術規格的裕量不可能選得這么大,大電流、高電壓環境下工作的諸多因素在實驗狀態并不可知,上電即燒管子的現象屢見不鮮。
有些管子的現象比較溫和,但是更多的是過流、過壓造成的激烈損壞,使功率晶體管“爆炸”,除了自身碎裂,還會導致“放煙花”、“放炮”,這會給實驗者的心理造成壓力。更為不利的是,炸管往往發生在瞬間,我們沒有時間來觀察損壞的原因;盲目上電會損壞很多管子,卻不能解決問題。
如果經常需要做功率電路實驗,如何避免炸管是個很現實的問題。要避免炸管,工程師們自然各有各的方法,下面推薦的是一種較為業余的方法,供入門者參考。
1、用接觸式調壓器構建實驗電源
接觸式調壓器又稱為自耦調壓器(圖1),雖然與市電不隔離,卻可以獲得連續可調的電壓;加上整流濾波電路后,還可以獲得直流電壓連續可調的電源,電源功率取決于自耦調壓器和整流濾波電路。
自耦調壓器是一種標準的工業設備,功率從0.5kW到幾kW、數十kW。需要注意的是,自耦調壓器的功率指的是輸入功率,或者是指變壓比為1:1時的輸出功率,當輸出電壓比較低的時候,輸出功率會大幅度減少。
自耦調壓器有單相的,也有三相的,可以根據現場情況準備。用單相自耦調壓器構建的功率實驗電源的電路原理圖如圖2所示,電路采用搭焊即可;K1、K2為機械式電源開關,不限于圖中的形式;電源開關和自耦調壓器要放在自己觸手可及的地方。
之所以要準備這樣一臺功率實驗電源,是因為功率晶體管發生炸管,無非是主電路的電流過大或者電壓過高(同樣會引起電流過大);對于IGBT而言,就是流過集電極—發射極的電流太大了;柵極(基極)驅動不當也會導致主電路的電流過大或者電壓過高。無論是何種原因導致炸管,只要主電源的電壓不高,就不會引起炸管。有了自耦調壓器構建的實驗電源,實驗時主電路上電可以從0逐漸升高,不會炸管;即使炸管,我們也有時間找到炸管的電壓臨界點,在該臨界點以下調試電路即可。
換言之,有了這樣的實驗電源,做電路實驗時,一般不會炸管,即使發生了炸管,我們也有時間和條件找出炸管的原因來。
為了做電路實驗的方便,僅僅有實驗電源是不夠的,這只滿足了主電路的需要。功率晶體管一般工作在高速開關狀態,驅動與控制電路的電源(輔助電源、副電源)是必不可少的。
如果輔助電源在系統中是完全獨立的,當然比較方便。不過,很多時候,輔助電源會和主電源都有著這樣、那樣的聯系。在做電路調試時,為了避免主電路和驅動控制電路互相干擾,應該同時準備獨立的輔助電源。
驅動和控制電路一般需要12~25V的直流電源;如果有數字控制電路,可能需要5V的電源。因此,我們最好準備一臺5~30V的可調直流電源,能同時輸出5V、12V、24V并且各自獨立可調。市場上各種現成的維修電源,可以滿足上述要求。
如果條件有限,也可以自制,用工頻變壓器和常見的LM317即可以方便地搭建直流可調電源。本節介紹的是更為簡單的一種方法,用2~3臺閑置的PC電源來搭建輔助電源。即使手中沒有閑置的電腦電源,在電腦市場上花10元錢也可以淘到適用的二手電腦電源,搭建成我們所需要的輔助電源的成本不超過30元。
PC電源有3組主輸出:3.3V、5V、12V,電流輸出能力都相當樂觀。這里,我們不是奔著輸出功率來的,而是其低廉的價格,還易于購買。另一優點是,PC電源是非常成熟而且生產批量很大的產品,其保護功能完善,標準化程度艮高。
圖3是用2臺PC電源搭建輔助電源的關鍵步驟。
(1)將兩臺PC電源疊加起來,中間墊一層木板或者其他絕緣物,保證二者的外殼絕對不會碰觸,然后捆扎起來。當然,讓二者分開放置,能保證外殼不會接觸也可。
(2)讓PC電源上電即處于工作狀態。目前常見的PC電源為ATX電源,上電即處于待機狀態,需要主板配合才能工作。按圖3處理一下,PC電源即可上電處于工作狀態。
(3)將電源輸入線(接市電的電源線)的地線插頭去掉。兩臺PC電源需要兩條電源線,不要用那種1分2的電源線。
經過上述處理,兩臺PC電源各自任意一組輸出就可以串聯了。假設兩臺PC電源為電源A、B。如果電源A的5V與電源B的3.3V串聯,就可以得到8.3V的直流電源;電源A的12V與電源B的12V串聯,就可以得到24V的直流電源,依次類推。
需要特別注意的是,只能將兩臺電源之間的各一組輸出相串聯,一臺電源的各組輸出不能串聯。這樣,我們最高可以得到1組24V的直流電源,足以滿足多數情況下我們對輔助電源的需要了。
如果需要更高的電壓規格,可以用3臺PC電源實現,得到最高36V的直流電源,花費的成本也不會超過100元。
-
電路
+關注
關注
172文章
5928瀏覽量
172393 -
IGBT
+關注
關注
1267文章
3799瀏覽量
249227
發布評論請先 登錄
相關推薦
評論