双极型晶体管中阻断状态下的感应加热

《Electronics》：Blocking State-Enabled Induction Heating in Bipolar Transistors

　　

摘要

本工作提出了一种使用阻断电路的感应加热应用解决方案，其主要显著优点包括使用单开关进行功率转换，以及在无驱动电路的情况下实现可调的热转换。基于用于解释导通状态的实证概念，推导出了支配电路运行的方程。提出了基于物理的分析模型，旨在研究感应线圈如何根据其几何形状及向作为目标材料的低等级铁基复合材料传热能力而表现出不同行为，以及双极晶体管如何受其结温影响，在电离施主和受主杂质引起的空间电荷限制导电作用下工作。依赖于阻断状态的电流 - 电压特性定义了一种迭代设计策略。基于 ON 半导体（美国斯科茨代尔，型号 MJE13005G）商业 NPN 硅功率晶体管搭建的实验室原型实验结果证实，当阻断状态发生变化时，被加热目标的温度调整可通过连接至双极晶体管的外部电阻进行控制。