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H20R1203能不能用IRF250替換

時間:2019-12-24 09:22 來源:電工之家

 想要知道能不能替換,我們先來了解這兩個型號屬于什么類型的芯片,技術參數怎么樣?

 
兩款芯片的詳細技術參數
 
H20R1203屬于IGBT,其最高工作電壓(Vce)為1200V,最大集電極電流為20A,其飽和壓降(VCE sat)約為1.48V,最大瞬間沖擊電流為60A,VGE的電壓驅動范圍為±20V,飽和驅動電壓VGE≥10V,一般建議飽和驅動電壓VGE=15V~18V左右,工作溫度范圍-40℃~175℃。
IRF250屬于N溝道的場效應管(MOSFET),其最高工作電壓(Vds)為200V,最大漏極電流為30A,飽和內阻RDS=85mΩ,VGS電壓驅動范圍為±20V,VGS≥6V管子才飽和,工作溫度范圍-55℃~150℃。
 
IGBT和場效應管有什么區別?
 
IGBT屬于絕緣柵雙極型晶體管,是將場效應管和三極管復合在一起,充分利用場效應管和三極管的有點。IGBT具有高電壓、輸入阻抗高、熱穩定性好、電壓驅動型、大電流等優點,一般用于高壓、大電流、大功率場合,功率幾千瓦、幾十萬瓦不等。
場效應管也屬于電壓驅動型,其輸入阻抗高、內阻小、開關速度快。場效應管應用在低壓小電流場合優勢比較明顯。
IGBT和場效應管絕大部分場合都是作為電子開關使用,那么它們之間到底有什么不同呢?IGBT最主要的優勢就是高壓、大電流、大功率,一般在幾百伏以上、幾千瓦、幾萬瓦、幾十萬瓦等場合使用。在高壓大電流大功率場合使用時,其壓降幾乎不變,約為1.2V~2V左右,過載能力強,不容易損壞。而場效應管一般在低壓、中小電流、中小功率下使用,一般都在1000W以下的功率使用,低壓低電流時,使用場效應管優勢更大,因為場效應管的內阻小,在低電流場合下壓降低,而且開關速度要比IGBT快。
了解以上內容之后,那么場效應管IRF250能否替換型號為H20R1203的IGBT呢?
 
(1)從耐壓上來看,IGBT-H20R1203的最高工作電壓為1200V,而場效應管IRF250只有200V,再根據70%的降額設計標準,使用場合必須在140V以下;
 
(2)從兩者的工作電流來看,H20R1203最大工作電流20A,IRF250最大工作電流30A,再根據70%的降額設計標準,使用場合必須在14A以下;
 
(3)飽和驅動電壓,IGBT為15V~18V左右,場效應管為8V~12V左右,兩者最高驅動電壓都可達20V,使用場效應管代替IGBT驅動電路可不改;
 
(4)壓降問題,IGBT-H20R1203壓降約為1.48V,跟負載電流影響不大,而IRF250飽和內阻為85mΩ,由1.48V/85mΩ≈17.4A。也就說針對壓降而言,負載電流小于17.4A時,IRF250的壓降<H20R1203的壓降,場效應管更有優勢;負載電流大于17.4A時,H20R1203的壓降<IRF250的壓降,IGBT更有優勢。
 
綜合以上條件,只有當工作電壓小于140V,且負載電流小于14A時,場效應管IRF250可以替換IGBT-H20R1203。但是若對壓降和開關速度要求較高時,選擇IRF250效果更好;若考慮超載能力和熱穩定性問題,IGBT效果更優。
 
但是實際應用當中,IGBT幾乎都是在高壓大功率場合下使用,因為低壓小功率場合IGBT沒有優勢。比如H20R1203這款芯片,在電磁爐當中應用當中很常見,如下圖為其中一款電磁爐電路板,貼在散熱器上,其中上方為整流橋,下方為IGBT。
 
電磁爐電路板
 
如果是想使用場效應管IRF250替換電磁爐中的IGBT-H20R1203,那絕對是不可以的,電磁爐的功率一般可達3000W左右,IRF250根本扛不住這么大的功率,況且電磁爐主回路輸出電壓約為310左右的高壓,IRF250上去直接冒煙了,也許還能提前感受一下過年的感覺O(∩_∩)O。
 
下圖為其中一款電磁爐原理圖,主回路原理為220V交流電經過電流檢測電路、電容濾波、整流橋、扼流線圈、電磁爐線盤、IGBT,可見220V交流電經過整流橋后輸出最高電壓約為220*1.414≈311(V)。
 
H20R1203能不能用IRF250替換
電磁爐原理圖
總結:IGBT 一般在高壓大功率場合上應用,而場效應管一般在低壓中低電流下應用,兩者的應用場合不同,一般情況下IGBT和場效應管是不能互換的。在電壓、電流及功率滿足的情況下,對其它性能指標要求不高時,可互換使用,但是IGBT使用在低壓小功率場合有點大材小用,而且還不具有優勢,因此一般情況下不會這么使用。
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