» » » Прибор для проверки мощных IGBT и MOSFET транзисторов (n-канал)

 
 
 
15

Прибор для проверки мощных IGBT и MOSFET транзисторов (n-канал)

Разместил s237 14 октября 2012. Просмотров: 55 522

Необходимость в таком приборе возникает каждый раз при ремонте сварочного инвертора – необходимо проверить мощный IGBT или MOSFET транзистор на предмет исправности, либо подобрать к исправному транзистору пару, либо при покупке новых транзисторов, убедиться, что это не «перемаркер». Эта тема неоднократно поднималась на множестве форумов, но так и не найдя готового (испытанного) или кем то сконструированного прибора, решил изготовить его самостоятельно.
Идея состоит в том, что необходимо иметь какую-то базу данных различных типов транзисторов, с которой сравнивать характеристики испытываемого транзистора, и если характеристики укладываются в определенные рамки, то его можно считать исправным. Все это делать по какой-то упрощенной методике и простым оборудованием. Необходимую базу данных придется собирать конечно же самому, но это все решаемо.

Прибор позволяет:
 — определить исправность (неисправность) транзистора
 — определить напряжение на затворе, необходимое для полного открытия транзистора
 — определить относительное падение напряжения на К-Э выводах открытого транзистора
 — определить относительную емкость затвора транзистора, даже в одной партии транзисторов есть разброс и его косвенно можно увидеть
 — подобрать несколько транзисторов с одинаковыми параметрами

Схема

Принципиальная схема прибора представлена на рисунке.

Он состоит из источника питания 16В постоянного тока, цифрового милливольтметра 0-1В, стабилизатора напряжения +5В на LM7805 для питания этого милливольтметра и питания «световых часов» - мигающего светодиода LD1, cтабилизатора тока на лампе – для питания испытуемого транзистора, стабилизатора тока на LM317 — для создания регулируемого напряжения (при стабильном токе) на затворе испытуемого транзистора при помощи переменного резистора, и двух кнопок для открытия и закрытия транзистора.

Прибор очень прост по устройству и собран из общедоступных деталей. У меня в наличии был какой-то трансформатор с габаритной мощностью около 40Вт и напряжением на вторичной обмотке 12В. При желании, и в случае необходимости прибор можно питать от АКБ 12В / 0,6 Ач.(например). Так же был в наличии китайский цифровой вольтметр-показометр с пределом измерения 0-1В.


Я решил использовать питание от сети 220В, т.к на рынок для покупок с прибором не сильно пойдешь, да и сеть все же стабильнее, чем «севший» АКБ. Но… дело вкуса.
Далее, изучая и адаптируя вольтметр, обнаружил интересную его особенность, если на его клеммы L0 и HI подать напряжение, превышающее его верхний порог измерения (1В), то табло просто тухнет и он ничего не показывает, но стоит снизить напряжение и все возвращается к нормальной индикации (это все при постоянном питании +5В между клеммами 0V и 5V). Я решил использовать эту особенность. Думаю, что очень многие цифровые «показометры» имеют такую же особенность. Взять, к примеру, любой китайский цифровой тестер, если в режиме 20В на него подать 200В, то ничего страшного не произойдет, он лишь только высветит «1» и все. Такие табло, подобные моему сейчас есть в продаже.

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…

Корпус и компоновка

Далее был приобретен корпус и все эти комплектующие расположены внутри.


Внешне получилось даже не плохо, за исключением того, что не умею я пока рисовать шкалы и надписи на компьютере, но… В качестве гнезд для испытуемых транзисторов замечательно подошли остатки каких то разъемов. Одновременно был изготовлен выносной кабель для транзисторов с «корявыми» ногами, которые не влезут в разъем.


Ну и вот так это выглядит в работе:


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 – фирменные они или «перемаркеры», 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.
Сергей (s237)
Украина, Киев
Профиль s237
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.
 

Понравилось? Палец вверх!

  • всего лайков: 113

Поделись с друзьями!

Связанные материалы:


Схема на Датагоре. Новая статья Лабораторный блок питания «Belarus 3A30» с защитой и коммутацией обмоток (0-30 V, 3 А)... Здравствуйте друзья. Позвольте представить вашему вниманию мой первый лабораторный блок питания. ...
Схема на Датагоре. Новая статья V7 — Измерение RMS-значений напряжения, тока, активной и полной мощности. Облегченная версия... После публикации моей статьи «V6» — измеритель RMS-значений напряжения, тока, активной и полной...
Схема на Датагоре. Новая статья Простой прибор для подбора пар мощных транзисторов... Предельно простое, но удобное устройство для подбора пар кремниевых транзисторов средней и большой...
Схема на Датагоре. Новая статья Простой пробник-измеритель полевых JFET транзисторов... Вот уж не думал, что придется развлекаться с полевыми транзисторами. Когда транзисторы попали...
Схема на Датагоре. Новая статья Прибор для наладки и тестирования импульсных блоков питания и сварочников... Я занят ремонтом инверторного сварочного оборудования, стабилизаторов переменного напряжения,...
Схема на Датагоре. Новая статья Универсальный генератор на TL494 (прямоугольник и пила)... Генератор предназначен для лабораторных исследований при разработке и наладке самых различных...
Схема на Датагоре. Новая статья Тестер быстрого приготовления для проверки компьютерных БП... Прибор предназначен для быстрой проверки (предпродажной, скажем) блоков питания формата АТХ (BTX) и...
Схема на Датагоре. Новая статья Регулируемый стабилизатор напряжения с регулируемым оганичением выходного тока... Простенькая относительно схемка, со средними параметрами, на основe транзисторoв с большим...
Схема на Датагоре. Новая статья ESR / ЭПС пробник в корпусе от модема.... Как известно, причиной подавляющего большинства дефектов радиоэлектронной аппаратуры являются...
Схема на Датагоре. Новая статья 3-х фазный регулятор с Системой Импульсно-Фазового Управления.... 3-х фазный регулятор с СИФУ Регулятор собран на печатной плате размерами 120х150 мм, и...
Схема на Датагоре. Новая статья "Бетник" для мощных транзисторов... Описана конструкция прибора для измерения коэффициента усиления мощных транзисторов. Несмотря...
Схема на Датагоре. Новая статья Блок питания с защитой по току для наладки усилителей и пр. радиоконструкций... Нередко при ремонте или создании нового усилителя возникает проблема безопасной проверки его...
<
  • Гражданин
14 октября 2012 20:38

Радик / galrad

Цитата
  • С нами с 23.08.2011
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 84 комментария
  • 12 публикаций
 
  • 0
Идея действительно простая, а аналогичных приборов к сожалению нет. Пользование прибором можно значительно упростить, сделав микроконтроллерное управление с индикацией на ЖК, таблицу вносить в EEPROM и не тратить время на записи, и добавить тестирование динамических параметров... В общем это только "первая ласточка"

<
  • Гражданин
14 октября 2012 20:40

Сергей / Yamazaki

Цитата
  • С нами с 2.07.2009
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 138 комментариев
  • 3 публикации
 
  • 0
Блин, нравятся мне такие девайсы! Всё просто как кувалда, а функций целую кучу выполняет.

<
  • Гражданин
14 октября 2012 21:44

Сергей / Chugunov

Цитата
  • С нами с 30.09.2009
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 309 комментариев
  • 29 публикаций
 
  • 0
Маленькая поправка, не Э и К, а
Drain=Сток
Source=Исток
Gate=Затвор

<
  • Главный редактор
14 октября 2012 22:06

Игорь Петрович Котов / Datagor

Цитата
  • С нами с 25.02.2011
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 1 648 комментариев
  • 261 публикация
 
  • 0
Chugunov,
у IGBT именно (Э) эммитер, (К) коллектор и затвор. Такие вот интересные транзисторы.
(от англ. Insulated-gate bipolar transistor — биполярный транзистор с изолированным затвором)
//ru.wikipedia.org/wiki/IGBT

Схема для проверки IGBT и MOSFET транзисторов.

<
  • Гражданин
14 октября 2012 22:47

Сергей / Chugunov

Цитата
  • С нами с 30.09.2009
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 309 комментариев
  • 29 публикаций
 
  • 0
Транзисторы интересные, но на авторской схеме показан MOSFET транзистор, а не IGBT. У IGBT несколько иное графическое обозначение.
А комментарий я написал потому, что очень многие не знают как назвать выводы полевых транзисторов, так и пишут: "сорс на землю, а к гэйту резистор..."

<
  • Главный редактор
14 октября 2012 23:30

Игорь Петрович Котов / Datagor

Цитата
  • С нами с 25.02.2011
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 1 648 комментариев
  • 261 публикация
 
  • 0
Цитата: Chugunov
на авторской схеме показан MOSFET транзистор, а не IGBT

согласен, именно по этому Drain, Source написано словами, а (Э) и (К) скромно в скобках - для второго возможного вида транзисторов. Gate у них одинаково называется.

Сергей, я полагаю, здесь нет предмета для спора, всё прояснилось и это замечательно.
drinks

<
  • Гражданин
15 октября 2012 19:04

Павел / tarip

Цитата
  • С нами с 22.02.2010
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 30 комментариев
  • 4 публикации
 
  • 0
как тестер работоспособности, вполне приличный девайс.
Великоват, конечно, но ведь можно и доработать! yes

<
  • Гражданин
16 октября 2012 00:44

Иван Внуковский / if33

Цитата
  • С нами с 2.03.2010
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 73 комментария
  • 14 публикаций
 
  • 0
Максимальная мощность рассеяния на резисторе R2 составляет
1,25V x 12ma = 15 милливатт,
Поэтому можно и не ставить 5W резистор.

<
  • Гражданин
16 октября 2012 17:34

Валерий Яковенко / jvu

Цитата
  • С нами с 23.06.2009
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 35 комментариев
  • 0 публикаций
 
  • 0
Цитата: if33
Максимальная мощность рассеяния на резисторе R2 составляет
1,25V x 12ma = 15 милливатт,
Поэтому можно и не ставить 5W резистор.


"...случайно переменный резистор (когда он в верхнем по схеме положении) и случайно нажатых двух кнопках одновременно,..." - при этом, всё, что выдаст 317-я, (а это грубо (12*1,44)-2=15V..) даст на R2 около 2,25W...
Или я что-то путаю?..

<
  • Гражданин
16 октября 2012 20:20

Сергей / s237

Цитата
  • С нами с 25.01.2010
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 35 комментариев
  • 3 публикации
 
  • 0
jvu
Нет, не путаете, именно так. Ну и плюс чуть запасика...

<
  • Гражданин
16 октября 2012 20:36

Иван Внуковский / if33

Цитата
  • С нами с 2.03.2010
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 73 комментария
  • 14 публикаций
 
  • 0
В проведенной в статье схеме сделан стабилизатор тока на LM317, и при замыкании 2 кнопок, ток в цепи будет 12 ма, и при этом мощность рассеиваемая на R2 будет 15 мвт.
S237 прибор у Вас сделан, можете произвести эксперимент - замкнуть две кнопки и измерить мультиметром напряжение на резисторе R2. Оно будет равно 1,25 в по даташиту.

<
  • Гражданин
16 октября 2012 21:27

Сергей / s237

Цитата
  • С нами с 25.01.2010
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 35 комментариев
  • 3 публикации
 
  • 0
if33
Давно я эту коробочку сделал, потому и не сильно помню. Но помню, что когда то уже при работе сгорел у меня переменник, и что то я там потом делал. Может это как раз и связанные вещи. Ну не помню. А в принципе можно и меньшей мощности резистор ставить, суть то не в этом. Мне про этот прибор задавали множество всяких вопросов, я отвечал и эту переписку сохранил. Тем более что прибор то примитивный, тут о другом речь - как увидеть емкость затвора. А увидеть по времени разряда. Здесь просто подход к проверке (измерению) другой, я бы сказал - не сильно стандартный. Этот прибор можно считать красивой макеткой, на которой отрабатывался принцип. Поэтому Вы правы. Но идея в ДРУГОМ...
Сейчас раскручу коробочку и померяю, то что Вас интересует. Уверен - Вы правы. Да и под рукой он оказался....

Померял:
при отжатых кнопках - 1,23В, при нажатых кнопках и положении резистора в максимум - 0,7В, если резистор немножко повернуть влево - опять 1,23В. Думаю, что все правильно.

<
  • Гражданин
17 октября 2012 01:15

Игорь Рогов / AudioKiller

Цитата
  • С нами с 10.01.2012
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 293 комментария
  • 3 публикации
 
  • 0
1. Напряжение на R2=1,25 вольт, поэтому маломощный резистор подойдет.
2. Параллельно входу вольтметра надо включить стабилитрон на 2...3 вольта (катодом к "+" вольтметра). Тогда можно быть уверенным, что вольтметр не сгорит.
3. Все же лучше заменить лампу мощным резистором: сопротивление нити холодной лампы в 10 раз меньше, и сильный импульс тока при открывании испытываемого транзистора (а это еще и разряд конденсаторов - знаете, как работает импульсная сварка?) может его сжечь.
4. Ток утечки диодов сильно зависит от температуры.

А в остальном - отличная схема!

<
  • Гражданин
17 октября 2012 01:43

Сергей / s237

Цитата
  • С нами с 25.01.2010
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 35 комментариев
  • 3 публикации
 
  • 0
AudioKiller
Спасибо. Пробовал я мощный резистор вместо лампы. С этого и начинал, но резистор это - линейная зависимость тока от напряжения, а лампа - это не линейно. Оно мне и пригодилось. Я тоже думал, что лампа это НЕ барретер, а оказалось, что почти ОНО. Я не зря там ток в цепи указал, он не рассчетный, он замеренный. И в описании указаны границы напряжений, при которых это есть. Тут скорее не о режимах, а о подходе в ПРИНЦИПЕ. Вот на это обращаю Ваше внимание.

<
  • Гражданин
20 октября 2012 00:24

Игорь Рогов / AudioKiller

Цитата
  • С нами с 10.01.2012
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 293 комментария
  • 3 публикации
 
  • 0
Все верно, лампа - это сильный бареттер, но... для медленноменяющегося тока. Для коротких импульсов лампа - линейный резистор, численно равный сопротивлению нити при той тепмературе, которая есть. Т.е. если нить холодная, то первые примерно 0,2 секунды ее сопротивление низкое. И если транзистор в этотмомент не сгорит, то начинаеь работать бареттер.

Добавление комментария


Налетай! Паяльники, станции, жала с доставкой
  • smilelolbyewinkyahoocoollaughing
    crazybadcryingsadirefulsickstraight
    ballooncakegooddrinksmailbombsun
    nightrainstarscolddashguitar-manhandshake
    musicnegativenopardonshoksleepunknown
    wackoyawnblushbullyhashsmokingwhew
Скопируйте текст вашего комментария на случай неверного ответа на контрольный вопрос.