米山人家原創(chuàng)禁止轉(zhuǎn)載,多謝配合
(這里不討論全橋結(jié)構(gòu),以后會另有論述)
皇帝做了一件非常華美的衣服,漂亮到無法想像,每個人都想看一眼,但是,只有智慧的人才能看到它,
而愚笨的人卻看不到,雖然看不到,卻沒有人懷疑這件衣服.
在感應(yīng)加熱方面,同樣的事情正在上演,就是,半橋電路很穩(wěn)定,又簡單又很可靠,是非常理想的加熱電
源,如同傳說中的皇帝的新衣一樣.
相信很多人都做過或正在做半橋結(jié)構(gòu),也相信很多人的板都最終都會莫名其妙地炸掉,炸管不奇怪,問題
是,對半橋電路而言,功率管又不過流,也不過壓,它為什么會炸.單管電路炸機(jī)原因很好分析,無外兩
種原因,一是諧振電壓過高,另外就是產(chǎn)生了硬切換,但是半橋電路是不存在過壓的,它有反向二極管,
將IGBT電壓箍位在安全水平,過流也不會,如果不信,可以將模塊的耐流和耐壓的容量擴(kuò)大10倍,應(yīng)該不
會過流或過壓了吧,但是,它一樣會炸.
所以,半橋電路會莫名其妙地炸機(jī),在不過壓不過流的情況下也會炸,炸機(jī)于無形之中,目前為止,我還
沒有看到一篇關(guān)于半橋炸機(jī)真正原因的論述,反而是每個人都在說半橋如何安全如何可靠,即使自己的板
子炸的遍地開花,也沒有看到任何人來否定半橋結(jié)構(gòu).當(dāng)然了,也有高手能分析出真正的原因,卻不會拿
出來輕易公開的.
以下是一些經(jīng)驗(yàn)總結(jié):
1,110V是安全電壓,隨便如何整,半橋是不會炸的;
2,220V時,半橋仍然很安全,適當(dāng)調(diào)整安裝,可以穩(wěn)定工作;
3,380V時,10KW以內(nèi),經(jīng)過精心調(diào)整后,半橋可以安全工作,但要求負(fù)載穩(wěn)定,無變化;
4,380V,功率超過20KW后,短時間內(nèi)也不會炸,但已經(jīng)很不穩(wěn)定
5,至于功率超過30KW,半橋基本很難生存了,不過做的好也許能工作一兩個月.
當(dāng)然了,無論如何,半橋仍然是一種非常穩(wěn)定的結(jié)構(gòu),關(guān)鍵在于如何去駕馭它,這篇文章不是用來否定半橋的,只是想說,半橋是一種非常理想的結(jié)構(gòu),但是,如果不能真正掌握它,結(jié)果只會適得其反,穩(wěn)定性可能還做不過單管結(jié)構(gòu).
為了解決半橋炸機(jī)問題,大家采取了好多方法,比如加吸收電容,我以前一直不明白,這個吸收電容是干
什么用的,因?yàn)榘霕虻闹悬c(diǎn)電壓已經(jīng)被箍位的很好了,又用個電容來干什么,其實(shí)經(jīng)驗(yàn)下來,它還是有點(diǎn)
用處的,在特定情況下,比如功率小于10KW,安裝調(diào)試良好,它可以使電路穩(wěn)定,但功率超過20KW時,它
反過來又會成為炸機(jī)的首要因素.不過加電容并不能解決根本問題,基本屬于頭痛醫(yī)腳的措施,不過它有
時候卻也有用.
也有人把炸機(jī)原因歸結(jié)到驅(qū)動上面,比如上升沿或下降沿特定處理,或者是GE結(jié)特殊保護(hù),等等,這仍不
是炸機(jī)根本問題,一樣會炸.
更有人采用DSP技術(shù),來分析控制半橋,以前也不懂,用這么快速的運(yùn)算對半橋來說有什么意義呢,充其
量不過是另一件皇帝的新衣吧.不過現(xiàn)在看來,還是有點(diǎn)意義的,但估計(jì)沒有人真正能用到實(shí)處.
還有人把半橋炸機(jī)歸結(jié)為布線原因或是干擾,或是電源濾波等等,
或是ZVS或ZCS處理,其實(shí)半橋做到零流開關(guān)很容易的,相信能驅(qū)動半橋的人,都可以輕易做到零流開關(guān),
但是這樣的電路還是會炸.
還有用到鎖相環(huán)技術(shù)的,或者保護(hù)電路如何先進(jìn),但是,鎖相,要鎖什么呢,至于保護(hù),半橋根本不會過壓或過流,又有什么需要保護(hù)的呢.
不過,較真起來說,真正的相位鎖相,是有效果的,但是,做到真正的相位鎖相,難度相當(dāng)大,對電流相位鎖相還是對電壓相位鎖相,如何能精確采樣,又有誰能越正清楚
至于頻率鎖相,純粹是蒙人的
半橋結(jié)構(gòu)很簡單,5KW的半橋電路和50KW的半橋電路結(jié)構(gòu)完全相同,不同的只是功率模塊容量不同,也就
是說,一個5KW電路,更換一下功率模塊,就能工作到50KW(保證驅(qū)動的情況下),這個說法應(yīng)該沒人反
對吧,但是,沒人敢去這樣嘗試,因?yàn)?基本上,一開機(jī)就炸了.
真正的炸機(jī)原因是什么呢,這個暫保留一下,希望大家多討論,以后看情況公布自己理解的答案,當(dāng)然了
,百家爭鳴,見仁見智吧,還是希望大家多討論.
皇帝的新衣與半橋電路
全部回復(fù)(128)
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樓主分析得比較多,但有些觀點(diǎn)不能贊同.
1:不管是半橋還是全橋,做好了都不會炸機(jī).
2:保護(hù)電路完備的話炸機(jī),大部分是小馬拉大車造成的,許多設(shè)計(jì)者只看模快的標(biāo)稱電流,以為不超過標(biāo)稱電流使用就是安全的,但是他們忽略了模塊底板的散熱能力,可以想象一下,若15KW用半橋做,模塊中黃豆粒大小的一個管芯,能有多大的散熱能力?如果散熱器上溫度75度,管芯中溫度已超過100度,這樣的15KW半橋或許用不了多久,或許過了保修期就壞,那用戶倒霉了.我們3KW以下做半橋,5KW及5KW以上全部為全橋,超過15KW用全橋還不放心,要用功率疊加模式,二組全橋四塊模塊合成輸出.事實(shí)證明這樣的做法是對的,產(chǎn)品出廠工作6、7年后還正常使用.
3:開機(jī)炸機(jī)還有二個原因,一個是過流保護(hù)整定值太大,例如用集電極電壓檢測法的,并且過流保護(hù)的速度慢,沒有在幾個微秒內(nèi)關(guān)斷激勵,另外一個是欠激勵,模塊瞬間進(jìn)入了放大區(qū),那是要立即燒掉的.
1:不管是半橋還是全橋,做好了都不會炸機(jī).
2:保護(hù)電路完備的話炸機(jī),大部分是小馬拉大車造成的,許多設(shè)計(jì)者只看模快的標(biāo)稱電流,以為不超過標(biāo)稱電流使用就是安全的,但是他們忽略了模塊底板的散熱能力,可以想象一下,若15KW用半橋做,模塊中黃豆粒大小的一個管芯,能有多大的散熱能力?如果散熱器上溫度75度,管芯中溫度已超過100度,這樣的15KW半橋或許用不了多久,或許過了保修期就壞,那用戶倒霉了.我們3KW以下做半橋,5KW及5KW以上全部為全橋,超過15KW用全橋還不放心,要用功率疊加模式,二組全橋四塊模塊合成輸出.事實(shí)證明這樣的做法是對的,產(chǎn)品出廠工作6、7年后還正常使用.
3:開機(jī)炸機(jī)還有二個原因,一個是過流保護(hù)整定值太大,例如用集電極電壓檢測法的,并且過流保護(hù)的速度慢,沒有在幾個微秒內(nèi)關(guān)斷激勵,另外一個是欠激勵,模塊瞬間進(jìn)入了放大區(qū),那是要立即燒掉的.
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@感應(yīng)加熱技術(shù)
我認(rèn)為樓主分析的不完全,且有片面性,其實(shí)半橋炸機(jī)的原因很多,不僅僅是過壓與過流那么簡單,而通常炸機(jī)原因很少是由于過壓或過流造成的,我認(rèn)為某些原因干擾了驅(qū)動上下橋臂同時導(dǎo)通才是炸機(jī)的真正原因,當(dāng)然還有別的原因,總之要靠設(shè)計(jì)者不斷摸索,不斷總結(jié),線路板布線和元件位置也很重要
上下直通也不會炸管,因?yàn)橛猩舷轮蓖ūWo(hù),與過流保護(hù)一樣.
生產(chǎn)中門極驅(qū)動線插腳插反是常有的事,到調(diào)試是時送380V,開激勵脈沖,發(fā)現(xiàn)故障燈作過流指示,再去查門極,發(fā)現(xiàn)接反了,更改過來就好了.
生產(chǎn)中門極驅(qū)動線插腳插反是常有的事,到調(diào)試是時送380V,開激勵脈沖,發(fā)現(xiàn)故障燈作過流指示,再去查門極,發(fā)現(xiàn)接反了,更改過來就好了.
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@igbtsy
上下直通也不會炸管,因?yàn)橛猩舷轮蓖ūWo(hù),與過流保護(hù)一樣.生產(chǎn)中門極驅(qū)動線插腳插反是常有的事,到調(diào)試是時送380V,開激勵脈沖,發(fā)現(xiàn)故障燈作過流指示,再去查門極,發(fā)現(xiàn)接反了,更改過來就好了.
補(bǔ)充一點(diǎn):有些半橋機(jī)子用了二個電流互感器作過流保護(hù),一個接在中點(diǎn)輸出回路,作為橋臂中任何一只管子的過流保護(hù),另一只互感器接在上管集電極輸入端,作為上下管直通保護(hù)用,也有用一只互感器的,如IGBTSY前輩的機(jī)子,那是自制的互感器,兼顧了每只管子的過流保護(hù)和上下管子的直通保護(hù).
因此管子上下直通也不會炸管,過流保護(hù)快速關(guān)激勵,停止工作.
因此管子上下直通也不會炸管,過流保護(hù)快速關(guān)激勵,停止工作.
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@igbtsy
樓主分析得比較多,但有些觀點(diǎn)不能贊同.1:不管是半橋還是全橋,做好了都不會炸機(jī).2:保護(hù)電路完備的話炸機(jī),大部分是小馬拉大車造成的,許多設(shè)計(jì)者只看??斓臉?biāo)稱電流,以為不超過標(biāo)稱電流使用就是安全的,但是他們忽略了模塊底板的散熱能力,可以想象一下,若15KW用半橋做,模塊中黃豆粒大小的一個管芯,能有多大的散熱能力?如果散熱器上溫度75度,管芯中溫度已超過100度,這樣的15KW半橋或許用不了多久,或許過了保修期就壞,那用戶倒霉了.我們3KW以下做半橋,5KW及5KW以上全部為全橋,超過15KW用全橋還不放心,要用功率疊加模式,二組全橋四塊模塊合成輸出.事實(shí)證明這樣的做法是對的,產(chǎn)品出廠工作6、7年后還正常使用.3:開機(jī)炸機(jī)還有二個原因,一個是過流保護(hù)整定值太大,例如用集電極電壓檢測法的,并且過流保護(hù)的速度慢,沒有在幾個微秒內(nèi)關(guān)斷激勵,另外一個是欠激勵,模塊瞬間進(jìn)入了放大區(qū),那是要立即燒掉的.
igbtsy 兄,你好!我的半橋在220V下工作正常,一直沒有炸機(jī),但改成380V后,一開機(jī)就炸機(jī),請問是怎么回事呢?先謝謝了!
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@leawon947
igbtsy兄,你好!我的半橋在220V下工作正常,一直沒有炸機(jī),但改成380V后,一開機(jī)就炸機(jī),請問是怎么回事呢?先謝謝了!
這位兄弟:
你的半橋220V不炸機(jī),改成380V開機(jī)就炸.
1.有沒有慢起動,有慢起動的話可以看開機(jī)起始時的波形是否正常.
2.過流保護(hù)動作值設(shè)定是否正確?,如果設(shè)定正確(一般是過額定電流的20%動作),無論如何是不會炸機(jī)的.
3.好的設(shè)計(jì)不光要求是有過流保護(hù),還要加上其它的防止工作狀態(tài)變壞的保護(hù).
例如一旦過流保護(hù)元件裝錯或本身元件失效而失去過流保護(hù)功能,其它的保護(hù)要跟上.
我們的機(jī)子如果把過流保護(hù)去掉,輸出短路,錯鍋保護(hù)動作,模塊仍然是安全的.
你的半橋220V不炸機(jī),改成380V開機(jī)就炸.
1.有沒有慢起動,有慢起動的話可以看開機(jī)起始時的波形是否正常.
2.過流保護(hù)動作值設(shè)定是否正確?,如果設(shè)定正確(一般是過額定電流的20%動作),無論如何是不會炸機(jī)的.
3.好的設(shè)計(jì)不光要求是有過流保護(hù),還要加上其它的防止工作狀態(tài)變壞的保護(hù).
例如一旦過流保護(hù)元件裝錯或本身元件失效而失去過流保護(hù)功能,其它的保護(hù)要跟上.
我們的機(jī)子如果把過流保護(hù)去掉,輸出短路,錯鍋保護(hù)動作,模塊仍然是安全的.
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@igbtsy
這位兄弟:你的半橋220V不炸機(jī),改成380V開機(jī)就炸.1.有沒有慢起動,有慢起動的話可以看開機(jī)起始時的波形是否正常.2.過流保護(hù)動作值設(shè)定是否正確?,如果設(shè)定正確(一般是過額定電流的20%動作),無論如何是不會炸機(jī)的.3.好的設(shè)計(jì)不光要求是有過流保護(hù),還要加上其它的防止工作狀態(tài)變壞的保護(hù).例如一旦過流保護(hù)元件裝錯或本身元件失效而失去過流保護(hù)功能,其它的保護(hù)要跟上.我們的機(jī)子如果把過流保護(hù)去掉,輸出短路,錯鍋保護(hù)動作,模塊仍然是安全的.
請問IGBT兄,15KW的半橋一般線盤的感量是多少uH?電容是多少呢?
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@leawon947
請問IGBT兄,15KW的半橋一般線盤的感量是多少uH?電容是多少呢?
一講到線圈,大都數(shù)人都要去追求電感量,我從不去追求多少電感量,因?yàn)殡姼辛肯嗤木€圈,其形狀不同,繞法不同,與負(fù)載的距離不同,負(fù)載本身的物理性能不同,做出來的機(jī)器功率完全不同,差別極大,并且與諧振電容,頻率跟蹤方式都有關(guān)系.
問15KW線圈電感量更不好說,首先要確定是全橋還是半橋,你想要的工作頻率,加熱面積,負(fù)載的特性,激勵方式,跟蹤頻偏大小,是否理想的ZVS/ZCS工作狀態(tài),額定功率時的功率指標(biāo)誤差,線圈的橫截面積......等等.這一切只能通過實(shí)踐積累經(jīng)驗(yàn),跟據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)估算出線圈的數(shù)據(jù),經(jīng)過一到二次修正就達(dá)到最佳狀態(tài),作為批量生產(chǎn)的依據(jù).
問15KW線圈電感量更不好說,首先要確定是全橋還是半橋,你想要的工作頻率,加熱面積,負(fù)載的特性,激勵方式,跟蹤頻偏大小,是否理想的ZVS/ZCS工作狀態(tài),額定功率時的功率指標(biāo)誤差,線圈的橫截面積......等等.這一切只能通過實(shí)踐積累經(jīng)驗(yàn),跟據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)估算出線圈的數(shù)據(jù),經(jīng)過一到二次修正就達(dá)到最佳狀態(tài),作為批量生產(chǎn)的依據(jù).
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@igbtsy
我一直反對15KW用半橋做,用全橋還要用大封裝的大模塊,否則不能保證,到用戶手中有8年以上的使用壽命.正是有了這樣的設(shè)計(jì)理念,產(chǎn)品在用戶手中三年不出故障,不斷有回頭客來,盡管價格比廣東佛山\東莞的要高出一倍.
其實(shí)我也不想用半橋做15KW,但公司為了省成本,我也沒有辦法,我目前的能數(shù)是L 70uH, 電容分別為 0.9uF 0.9uF,再請教下扼流圈與三相共模電感你們是怎么設(shè)計(jì)的?有相關(guān)的資料嗎?可以傳點(diǎn)給我參考嗎?Leawon947@163.com 謝謝了!
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@leawon947
其實(shí)我也不想用半橋做15KW,但公司為了省成本,我也沒有辦法,我目前的能數(shù)是L70uH,電容分別為0.9uF0.9uF,再請教下扼流圈與三相共模電感你們是怎么設(shè)計(jì)的?有相關(guān)的資料嗎?可以傳點(diǎn)給我參考嗎?Leawon947@163.com 謝謝了!
本論壇上看到的15KW共模電感的漆包線線徑只有1.5毫米左右,這是無知的設(shè)計(jì),線徑按每平方毫米電流不大于2A計(jì)算,15KW電流22.5A.
匝數(shù)要看你共模/差模的級數(shù)及所用磁芯的截面積,都是估算,要到正規(guī)的檢測機(jī)構(gòu)做電磁兼容性摸底試驗(yàn),根據(jù)傳導(dǎo)干擾的實(shí)測值來修正.要做好這部份,體積與成本是很高的.要省錢就別做了,今后會招來很多麻煩的.
匝數(shù)要看你共模/差模的級數(shù)及所用磁芯的截面積,都是估算,要到正規(guī)的檢測機(jī)構(gòu)做電磁兼容性摸底試驗(yàn),根據(jù)傳導(dǎo)干擾的實(shí)測值來修正.要做好這部份,體積與成本是很高的.要省錢就別做了,今后會招來很多麻煩的.
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@igbtsy
省成本做半橋?,半橋全橋器件上的差價沒有多少.售后服務(wù)的一次費(fèi)用夠幾臺模塊的錢了.還影響了生產(chǎn)廠的信譽(yù).
你說的都很有道理,現(xiàn)在我是由220V 5KW 轉(zhuǎn)到 380V 15KW ,這過程中一開機(jī)就炸管子,很郁悶.現(xiàn)在我一開機(jī)先給一個固定的脈沖,上下管導(dǎo)通時間各為12uS,線盤找了一個50uH感量的,估計(jì)是因?yàn)閐i/dt太大造成炸管的,明天換個120uH的試下,對了,你們調(diào)試時有沒有接什么東西防止炸機(jī)呢?我現(xiàn)在想接電燈泡試下,不知道是否可行.請指教.
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@leawon947
你說的都很有道理,現(xiàn)在我是由220V5KW轉(zhuǎn)到380V15KW,這過程中一開機(jī)就炸管子,很郁悶.現(xiàn)在我一開機(jī)先給一個固定的脈沖,上下管導(dǎo)通時間各為12uS,線盤找了一個50uH感量的,估計(jì)是因?yàn)閐i/dt太大造成炸管的,明天換個120uH的試下,對了,你們調(diào)試時有沒有接什么東西防止炸機(jī)呢?我現(xiàn)在想接電燈泡試下,不知道是否可行.請指教.
只有把各種保護(hù)電路做完全后再通電開機(jī),只樣做無論如何是不會損壞管子的,真如我所說的,即使把過流保護(hù)去掉,負(fù)載不對、過載、短路、線圈開路等,錯鍋保護(hù)、硬開通保護(hù)等都會在不到10微秒內(nèi)動作,比原先的過流保護(hù)速度慢一點(diǎn).電路和模塊都是非常安全的,并且可以反復(fù)做這樣的試驗(yàn),來驗(yàn)證各種保護(hù)的動作時間差.
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@igbtsy
只有把各種保護(hù)電路做完全后再通電開機(jī),只樣做無論如何是不會損壞管子的,真如我所說的,即使把過流保護(hù)去掉,負(fù)載不對、過載、短路、線圈開路等,錯鍋保護(hù)、硬開通保護(hù)等都會在不到10微秒內(nèi)動作,比原先的過流保護(hù)速度慢一點(diǎn).電路和模塊都是非常安全的,并且可以反復(fù)做這樣的試驗(yàn),來驗(yàn)證各種保護(hù)的動作時間差.
一開機(jī)就炸,看不到波形是很難過的事
.控制電源另加,高壓打到50V左右開機(jī)再看波形,有了波形出來就好分析了.
.控制電源另加,高壓打到50V左右開機(jī)再看波形,有了波形出來就好分析了.
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@igbtsy
這位兄弟:你的半橋220V不炸機(jī),改成380V開機(jī)就炸.1.有沒有慢起動,有慢起動的話可以看開機(jī)起始時的波形是否正常.2.過流保護(hù)動作值設(shè)定是否正確?,如果設(shè)定正確(一般是過額定電流的20%動作),無論如何是不會炸機(jī)的.3.好的設(shè)計(jì)不光要求是有過流保護(hù),還要加上其它的防止工作狀態(tài)變壞的保護(hù).例如一旦過流保護(hù)元件裝錯或本身元件失效而失去過流保護(hù)功能,其它的保護(hù)要跟上.我們的機(jī)子如果把過流保護(hù)去掉,輸出短路,錯鍋保護(hù)動作,模塊仍然是安全的.
請教 igbtsy 兄
“我們的機(jī)子如果把過流保護(hù)去掉,輸出短路,錯鍋保護(hù)動作,模塊仍然是安全的.”
既然把過流保護(hù)去掉,輸出短路時電流就會驟增,超出安全(額定)電流,怎么
”模塊仍然是安全的”呢?
“我們的機(jī)子如果把過流保護(hù)去掉,輸出短路,錯鍋保護(hù)動作,模塊仍然是安全的.”
既然把過流保護(hù)去掉,輸出短路時電流就會驟增,超出安全(額定)電流,怎么
”模塊仍然是安全的”呢?
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@igbtsy
220V/5KW是成功的,先做一臺380V/5KW的機(jī)子,在此基礎(chǔ)上再做380V/15KW就不難了,很多問題也就清楚了.事實(shí)上220V/5KW比380V/5KW要難做得多.380V/10KW的工作狀態(tài)和UCE波形都要比220V/5KW的工作狀態(tài)和工作波形要好得多.
IGBTSY前輩一如既往的幫我們解答,再次謝謝了,下面是我的驅(qū)動波形以及VCE波形,請幫忙分析是不是工作在軟開關(guān)狀態(tài),如果我不要緩沖電容,一開機(jī)就炸管子
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='這是一張縮略圖,點(diǎn)擊可放大。\n按住CTRL,滾動鼠標(biāo)滾輪可自由縮放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/83/1929551257336671.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">

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@leawon947
IGBTSY前輩一如既往的幫我們解答,再次謝謝了,下面是我的驅(qū)動波形以及VCE波形,請幫忙分析是不是工作在軟開關(guān)狀態(tài),如果我不要緩沖電容,一開機(jī)就炸管子[圖片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='這是一張縮略圖,點(diǎn)擊可放大。\n按住CTRL,滾動鼠標(biāo)滾輪可自由縮放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/83/1929551257336671.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">
測驅(qū)動波形用1:1探頭,測UCE波形用10:1探頭,
驅(qū)動波形用1:1探頭后,如果測到的還是象圖中的波形,那是激勱上升沿和下降沿不徒直,正象我前幾貼所說的那樣,管子從截止到飽和,從飽和到截止,經(jīng)過放大區(qū)時間過長,管芯的熱量還沒有傳導(dǎo)到模塊底板之前已過熱而擊穿了.
驅(qū)動波形用1:1探頭后,如果測到的還是象圖中的波形,那是激勱上升沿和下降沿不徒直,正象我前幾貼所說的那樣,管子從截止到飽和,從飽和到截止,經(jīng)過放大區(qū)時間過長,管芯的熱量還沒有傳導(dǎo)到模塊底板之前已過熱而擊穿了.
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