电磁炉的IGBT工作原理是什么

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。
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。

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