电磁炉的整流桥和功率管TGBT并不像组装电脑时主板、CPU、内存、硬盘等必须要相互匹配才能够使用,整流桥和IGBT可以分别独立考虑,没有必须相互匹配这一说,只要它们的耐压、电流、功率等参数完全能够满足电路系统设计要求即可。
1、电磁炉的整流桥
电磁炉的整流桥应用在220V高压交流电后端,直接将输入的220V交流电整流,得到310V左右的高压直流电,其主要功率回路为滤波电感、磁盘线圈(锅具线盘)、功率管IGBT,可见310V只要功率负载为电磁炉线盘,家用电磁炉的功率一般3000W左右,比如3000W、2200W、2000W等。
整流桥选型时,需要根据电磁炉的功率进行选取,比如3000W的电磁炉,整流桥的输入电流约15A,再加上70%~80%的降额设计,整流桥的电流应选择20A以上;关于耐压值,220V交流电整流后最高电压约311V,考虑220V交流电输入有可能偏高,再加上降额设计,其耐压值选取必须400V以上,比如常用的电磁炉整流桥D20ⅩB60其参数为20A/600V,D20ⅩB80参数为20A/800V,GBJ2508参数为25A/800V,GBJ2510参数为25A/1000V。由于整流桥属于电磁炉易坏元器件,故在元器件选型更换时,最好选择耐压值较高的,比如800V、1000V,可防止较高的雷电及电路反峰冲击;电流选择偏大一些,比如3000W以内的电磁炉整流桥电流可选择25A以上的,降额越大元器件更可靠、更耐用。
2、电磁炉的功率管IGBT
电磁炉的功率管IGBT用于控制电磁炉线盘接通/断开,以及通过脉宽调制调节电磁炉的功率。功率管IGBT工作在310V高压直流回路当中,控制线圈加热,电磁炉内部的系统检测电路,比如功率管温度检测、锅底温度检测、过压欠压检测、电流检测最终都是反馈到控制电路当中,控制执行器件IGBT。电磁炉功率档位选择是通过改变PWM脉冲宽度实现的,输出脉冲信号高电平占空比越大,电磁炉的功率越大。
电磁炉功率管IGBT该如何选型呢?选择电磁炉的IGBT最关键的两个技术指标为工作电压和工作电流,这两个参数直接取决于该管子能不能够使用,其它参数比如饱和压降、最大冲击电流、工作温度等只影响电路的性能。
对于工作电压最好选择1000V以上,虽然正常回路电压只有310V左右,但是由于开关管高速开通/断开,会产生高频干扰信号,而且加热线盘属于电感,断开瞬间会产生很高的反电动势;其次是最大集电极电流,需参考电磁炉的最大功率,比如3000W的电磁炉,其工作电流为10A左右,管子最大电流最好按2倍电流以上选取,比如20A、25A等,因为电磁炉的功率经过脉宽调制,其最大电流瞬态远超计算的额定电流(头条@技术闲聊)。比如常用的电磁炉功率管IGBT:H20R1202/H20R1203其最高工作电压1200V,最大集电极电流20A;H20R1203其最高工作电压1000V,最大集电极电流40A等。
还有其它其参数,比如饱和压降越小越好,压降越小管子的功耗越低;工作温度范围越宽越好,比如商业级元器件工作温度0℃~70℃,工业级元器件-40℃~85℃,汽车级元器件-40℃~125℃,军工级元器件-55℃~125℃,从温度范围也可以看出,商业级元器件性能最差,军工级最高!还有开关频率等。
总结:元器件选型也是设计能力的体现,元器件的质量直接影响产品的功能、性能。电磁炉整流桥和IGBT选型时,没有必然的匹配关系,可根据相关参数独立选取,对于整流桥而言关键参数为工作电压、工作电流、功率等,相关参数满足即可;对于功率管IGBT而言,关键参数为最高工作电压和最大工作电流,其次还有饱和压降、工作频率、工作温度等,参数满足即可。