IGBT là gì? Ứng dụng và nguyên lý hoạt động của IGBT
Mục Lục
IGBT là gì ?
IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor): Transistor có cực điều khiển cách ly là một linh kiện bán dẫn công suất 3 cực được phát minh bởi Hans W. Beck và Carl F. Wheatley vào năm 1982. IGBT kết hợp khả năng đóng cắt nhanh của MOSFET và khả năng chịu tải lớn của transistor thường.
Các thiết bị chuyển mạch điện tử phổ biến trước đây là BJT (Bipolar Junction Transistor) và MOSFET. Tuy nhiên cả hai thiết bị này đều có những mặt hạn chế để hoạt động ở dòng điện cao. Chúng ta có thể xem IGBT là sự kết hợp của BJT và MOSFET, áp dụng khả năng đóng cắt nhanh của MOSFET và khả năng chịu tải lớn của BJT. IGBT cũng là một phần tử được điều khiển bằng điện áp, vì vậy công suất điều khiển yêu cầu sẽ cực nhỏ.
Bạn đang đọc: IGBT là gì? Ứng dụng và nguyên lý hoạt động của IGBT
Cấu tạo, ký hiệu, cách nhận ra thông số kỹ thuật ghi trên IGBT
Cấu tạo và ký hiệu của IGBT
Về cấu trúc bán dẫn, IGBT rất giống với MOSFET, điểm khác nhau là có thêm lớp nối với collector tạo nên cấu trúc bán dẫn p-n-p giữa emiter ( tương tự như cực gốc ) với collector ( tựa như với cực máng ), mà không phải là n-n như ở MOSFET. Vì thế hoàn toàn có thể coi IGBT tương tự với một transistor p-n-p với dòng base được điều khiển bởi một MOSFET .
Vì sự phối hợp này mà IGBT còn được gọi bằng 1 số ít tên khách như : Insulated Gate Transistor ( IGT ), Metal Oxide Semiconductor Insulated Gate Transistor ( MOSIGT ), Gain Modulated Field Effect Transistor ( GEMFET ), Conductively Modulated Field Effect Transistor ( COMFET ) .
Cách phân biệt thông số kỹ thuật ghi trên thân IGBT
Các bạn hoàn toàn có thể biết hai thông số kỹ thuật tiên phong trải qua mã số của IGBT
- Với IGBT bên trên tất cả chúng ta phân biệt được nó chịu được dòng 25A và điện áp lên tới 1200V .
Ví dụ khác
- Tương tự với IGBT FGA15N1200V ta cũng thuận tiện suy ra dòng IC là 15A và áp chịu đựng UCE lên tới 1200V .
Có những loại IGBT nào ?
Phân loại theo khoanh vùng phạm vi ứng dụng
- Với nguồn điện thấp IGBT
Phạm vi ứng dụng IGBT nói chung là trong khoanh vùng phạm vi của 600V, 1KA, 1KH z hoặc cao hơn. Để cung ứng nhu yếu tăng trưởng của ngành công nghiệp thiết bị nhà, nguồn năng lượng thấp IGBT mẫu sản phẩm được trình làng, được sử dụng trong lò vi sóng, Máy rửa chén, nhà bếp điện, chỉnh lưu điện tử, máy ảnh và những loại sản phẩm khác trong thiết bị nhà ngành công nghiệp .
- U-IGBT
U ( cấu trúc rãnh ) – IGBT là rãnh trên sự chết, và một cổng rãnh được hình thành bên trong những tế bào con chip. Bằng việc vận dụng cấu trúc kênh, kích cỡ tế bào hoàn toàn có thể được liên tục giảm, kháng chiến channel hoàn toàn có thể được giảm, tỷ lệ hiện tại hoàn toàn có thể được cải tổ, và những loại sản phẩm có cùng xếp hạng hiện tại và kích cỡ chip nhỏ nhất hoàn toàn có thể được sản xuất. Một số công ty hiện có sản xuất một loạt những loại sản phẩm U-IGBT cho lái xe điện áp thấp và mặt phẳng kết nối nhu yếu .
- NPT-IGBT
NPT ( không-punch-through loại ) – IGBT trải qua công nghệ tiên tiến wafer silicon mỏng dính, mà thay thế sửa chữa cao phức tạp và ngân sách cao dày lớp cao-kháng epitaxy với ion tiêm vào vùng emitter hoàn toàn có thể giảm chi phí sản xuất khoảng chừng 25 %, và những cao áp withstand, lớn hơn sự độc lạ của ngân sách. Đô thị này có nhiều đặc tính hiệu suất, vận tốc cao, thấp cân, Hệ số nhiệt độ tích cực và không có hiệu lực hiện hành hãm. NPT-IGBT có độ an toàn và đáng tin cậy cao nhất khi phong cách thiết kế 600 – 1200V IGBT. Loại NPT đang trở thành hướng tăng trưởng của IGBT .
- SDB-IGBT
Sử dụng công nghệ tiên tiến SDB ( Silicon trực tiếp link ) để sản xuất IGBT vận tốc cao thế hệ thứ tư và mô-đun mẫu sản phẩm trên dây chuyền sản xuất sản xuất IC, với vận tốc cao, độ bão hòa thấp áp thả, hiện tại đuôi thấp, nhiệt độ tích cực thông số cho thuận tiện song song liên kết, 600V và 1200V khoanh vùng phạm vi tuyệt vời hiệu suất, chia thành hai mạng lưới hệ thống chính : UF và RUF .
- IGBT cực nhanh
Tập trung điều tra và nghiên cứu và tăng trưởng là làm giảm công dụng tailing IGBT, do đó nó hoàn toàn có thể nhanh gọn bị tắt. IGBT cực kỳ nhanh gọn tăng trưởng hoàn toàn có thể giảm thiểu hiệu ứng tailing, thời hạn turn-off không vượt quá 2000 ns, và công nghệ tiên tiến lớp đặc biệt quan trọng chiếu sáng nguồn năng lượng cao hoàn toàn có thể được sử dụng. Dưới đây 100 ns, tailing là ngắn hơn, và những mẫu sản phẩm được phong cách thiết kế cho điều khiển động cơ. Có 6 quy mô có sẵn, và họ hoàn toàn có thể được sử dụng trong bộ chuyển đổi điện sứ .
- IGBT / FRD
IGBT / FRD có hiệu suất cao là phối hợp để giảm sự mất mát của nhà nước quy đổi bằng 20 %. Nó được đóng gói trong gói TO-247 nhìn nhận cụ thể kỹ thuật của 1200V, 25, 50, 75, 100A motor drive và quy đổi nguồn năng lượng, dựa trên IGBT và FRD. Công nghệ mới tạo điều kiện kèm theo song song của những thiết bị, đạt được thêm giống hệt nhiệt độ ở mô-đun chip đa và cải tổ độ an toàn và đáng tin cậy toàn diện và tổng thể .
- Mô-đun điện IGBT
Mô-đun điện IGBT sử dụng IC drive, nhiều ổ đĩa bảo vệ mạch điện, hiệu suất cao IGBT chip, công nghệ tiên tiến vỏ hộp mới, từ sức mạnh tổng hợp module PIM mưu trí quyền lực tối cao mô-đun IPM, khối kiến thiết xây dựng điện tử điện PEBB, mô-đun điện IPEM. PIM tăng trưởng cao áp và cao hiện tại, và mưu trí và mô-đun đã trở thành một điểm trung tâm tăng trưởng IGBT .
Phân loại theo công nghệ tiên tiến sản xuất và cụ thể cấu trúc
- IGBT thường được phân làm 2 loại NPT-IGBT và PT-IGBT hay còn được gọi là IGBT đối xứng và IGBT bất đối xứng. Chúng khác nhau về công nghệ tiên tiến sản xuất, cụ thể cấu trúc .
- IGBT có lớp đệm n + thì được gọi là NPT-IGBT. Nếu không có thì là PT-IGBT .
- IGBT đối xứng có điện áp đánh thủng thuận và nghịch bằng nhau được sử dụng trong những ứng dụng điện xoay chiều .
- Trong khi IGBT bất đối xứng thì điện áp đánh thủng ngược nhỏ hơn điện áp đánh thủng thuận. Loại này được sử dụng cho mạch điện một chiều, vì thiết bị không cần tương hỗ dòng điện theo chiều ngược lại .
Phân loại theo kiểu vỏ sản xuất
Nguyên lý hoạt động giải trí của IGBT
IGBT bao gồm 3 cực được gắn với 3 lớp kim loại khác nhau và lớp lớp kim loại ở cổng vào (Gate) được phủ một lớp silicon dioxide cách điện. Ở gần lớp Collector là một lớp p+ được đặt trên một lớp n-. Một lớp p khác được đặt gần Emitter và bên trong lớp p đó chúng ta còn có một lớp p+. Phần tiếp giữa giữa p+ và n- được gọi là J2 và giữa n- và p là J1. Bạn có thể tham khảo cấu trúc IGBT qua hình ảnh sau đây.
Để hiểu nguyên lý hoạt động của IGBT, hãy xem xét nguồn điện áp dương VG được nối với cổng Gate. Một nguồn điện áp dương VCC khác được nối với Emitter và Collector. Do nguồn điện áp VCC, tiếp điểm J1 sẽ được phân cực thuận còn J2 sẽ phân cực nghịch. Với đặc tính này, sẽ không có bất cứ dòng điện nào bên trong IGBT (từ Emitter đến Collector).
Ban đầu, không có bất kể dòng điện nào chạy qua cổng Gate, lúc này IGBT ở trạng thái không dẫn điện. Khi tất cả chúng ta tăng điện áp qua cổng Gate, theo hiệu ứng điện dung trên lớp SiO2, những ion mang điện trở âm sẽ tích tụ trên mặt trên còn những ion mang điện trở dương sẽ tích ở bề mặt dưới của lớp SiO2 .
Điều này dẫn đến hiện tượng tăng cao của các hạt mang điện tích âm ở lớp p. Điện áp ở VG càng cao thì các hạt mang điện tích âm càng được tích tụ nhiều hơn. Từ đây sẽ hình thành đường dẫn ở tiếp điểm J2 cho phép dòng điện chạy từ Collector sang Emitter. Khi dòng điện vào VG càng cao thì dòng điện chạy từ Collector sang Emitter cũng tăng lên.
Các thông số kỹ thuật đặc trưng của IGBT là gì ?
Nhà sản xuất linh phụ kiện đưa ra những thông số kỹ thuật đặc trưng sau đây để lao lý năng lực thao tác cực lớn và cực tiểu được cho phép của IGBT .
-
Điện áp lớn nhất cho phép: VCES
-
Dòng điện chịu tải lớn nhất IC (được đo ở nhiệt độ cụ thể)
-
Dòng điện lớn nhất có thể lặp lại ICM là dòng điện cực đại quá độ mà IGBT có thể chịu được, có trị số cao hơn IC.
-
Giới hạn điện áp kích ở cực cổng: VGES. Chiều dày và đặc tính oxit ở cổng xác định điện áp này. Điện áp cổng phải giới hạn thấp hơn để hạn chế dòng điện IC khi bị sự cố.
-
Dòng điện tải cảm ILM: là dòng điện cực đại lặp lại mà IGBT có thể cắt được khi làm việc có dòng điện phục hồi qua diode thoát nối song song với tải cảm và làm tăng tổn hao chuyển mạch.
-
Điện áp rơi bão hòa VCESAT
-
Điện tích cổng QC giúp thiết kế mạch điều khiển cổng thích hợp và tính toán gần đúng tổn hao. Thông số này thay đổi theo điện áp UGE.
Đặc tính đóng cắt của IGBT
Do cấu trúc p – n – p mà điện áp thuận giữa C và E trong chính sách dẫn dòng ở IGBT thấp hơn hẳn so với Mosfet. Tuy nhiên do cấu trúc này làm cho thời hạn đóng cắt của IGBT chậm hơn so với Mosfet, đặc biệt quan trọng là khi khóa lại .
Trên hình vẽ bộc lộ cấu trúc tương tự của IGBT với Mosfet và một Tranzitor p – n – p. Ký hiệu dòng qua IGBT gồm hai thành phần : i1 dòng qua Mosfet, i2 dòng qua Tranzitor .
Phần Mosfet trong IGBT hoàn toàn có thể khóa lại nhanh gọn nếu xả hết được điện tích giữa G và E, do đó dòng i1 = 0, tuy nhiên i2 sẽ không suy giảm nhanh gọn được do lượng điện tích lũy trong ( tương đươngvới bazo của cấu trúc p-n-p ) chỉ hoàn toàn có thể mất đi do quá trình tự trung hòa điện tích. Điều này Open vùng dòng điện lê dài khi khóa IGBT .
Sơ đồ thử nghiệm một khóa IGBT :
Quá trình mở của IGBT
Quá trình mở IGBT diễn ra giống với quy trình này ở Mosfet khi điện áp điều khiển vào tăng tử 0 đến giá trị Ug. Trong thời hạn trễ khi mở Io tín hiệu điều khiển nạp điện cho tụ Cgc làm điện áp giữa cực điều khiển và emite tăng theo quy luật hàm mũ từ 0 đến giá trị ngưỡng Uge ( 3 đến 5 v ). Chỉ mở màn từ đó Mosfet trong cấu trúc của IGBT mới mở màn mở ra .
Dòng điện giữa colector-emite tăng theo quy luật tuyến tính từ 0 đến dòng tải Io trong thời hạn Tr. Trong thời hạn Tr điện áp giữa cực điểu khiển và emite tăng đến giá trị Uge xác lập giá trị dòng Io qua colecto .
Do diode Do còn đang dẫn dòng tải Io nên điện áp Uce vẫn bị găm lên mức điện áp nguồn 1 chiều Udc. Tiếp theo quy trình mở diễn ra theo 2 quy trình tiến độ T1 và T2. Trong suốt hai quá trình này điện áp giữa cực diều khiển giữ nguyên Uge để duy trì dòng Io, do dòng điều khiển trọn vẹn là dòng phóng tụ Cgc .
IGBT vẫn thao tác trong chế đô tuyến tính. Trong tiến trình đầu diễn ra quy trình khóa và phục hổi của diode Do dòng hồi sinh của diode Do tạo nên xung dòng trên mức dọng Io của IGBT. Điện áp Uce khởi đầu giảm. IGBT chuyển điểm thao tác qua vùng chính sách tuyến tính để sang vùng bão hòa. Giai đoạn 2 tiếp nối quy trình giảm điện trở trong vùng thuần trở của colecto dẫn đến điện trở colecto-emite về đến giá trị Ron khi bão hòa trọn vẹn
Uce = IoRon .
Sau thời hạn mở Ton khi tụ Cgc đã phóng điện xong, điện áp giữa cực điều khiển và emito liên tục tăng theo quy luật hàm mũ với hằng số thời hạn CgcRg đến giá trị sau cuối Ug .
Tổn hao nguồn năng lượng khi mở được tính gần đúng bằng :
Nếu tính thêm ảnh hưởng tác động của quy trình phục sinh của diode Do thì tổn hao nguồn năng lượng sẽ lớn hơn do xung dòng trên dòng colector .
Quá trình khóa của IGBT
Dạng điện áp, dòng điện của quy trình khóa biểu lộ như hình dưới .
Quá trình khóa mở màn khi điện áp điều khiển giảm từ UG xuống – UG. Trong thời hạn trễ khi khóa td ( off ) chỉ có tụ nguồn vào Cgc giải phóng điện qua dòng điều khiển nguồn vào với hằng số thời hạn bằng CgcRg, tới mức điện áp Miller .
Bắt đầu từ mức Miller điện áp giữa cực điều khiển và emiter bị giữ không đổi do điện áp Ucc mở màn tăng lên và do đó tụ Cgc mở màn được nạp điện. Dòng điều khiển giờ đây sẽ trọn vẹn là dòng nạp cho tụ Cgc nên điện áp UGF được giữ không đổi .
Điện áp Vce tăng từ giá trị bão hòa Vce, on tới giá trị điện áp nguồn Vdc sau khoảng chừng thời hạn trV. Từ cuối khoảng chừng trV điôt D0 khởi đầu mở ra cho dòng tải Io ngắn mạch qua, do đó dòng collector mở màn giảm .
Quá trình giảm dòng diễn ra theo hai quy trình tiến độ, tfi1 và tfi2. Trong quá trình đầu, thành phần dòng i1 của MOSFET trong cấu trúc bán dẫn IGBT suy giảm nhanh gọn về không. Điện áp Vge ra khỏi mức Miller và giảm về mức điện áp điều khiển ở đầu vào – VG với hằng số thời hạn RG ( Cge + Cgc ). Ở cuối khoảng chừng tfi1, Vge đạt mức ngưỡng khóa của MOSFET, VGE ( th ), tương ứng với việc MOSFET bị khóa trọn vẹn .
Trong quá trình hai, thành phần dòng i2 của transistor p-n-p mở màn suy giảm. Quá trình giảm dòng này hoàn toàn có thể kéo rất dài vì những điện tích trong lớp n – chỉ bị mất đi do quá trình tự trung hòa điện tích tại chỗ. Đó là yếu tố đuôi dòng điện đã nói đến ở trên .
Tổn hao nguồn năng lượng trong quy trình khóa hoàn toàn có thể tính gần đúng bằng :
Vùng thao tác bảo đảm an toàn ( Safe Operating Area )
Vùng thao tác bảo đảm an toàn được bộc lộ dưới dạng đồ thị quan hệ giữa điện áp và giá trị dòng điện lớn nhất mà thành phần hoàn toàn có thể hoạt động giải trí được trong mọi chính sách, khi dẫn, khi khóa, cũng như trong những quy trình đóng cắt. SOA của IGBT được màn biểu diễn ở hình dưới .
Ở hình tiên phong trình diễn khi điện áp đặt lên cực điều khiển và emitor là dương và hình thư hai thì điện áp này là âm. Khi điện áp điều khiển dương, SOA có dạng hình chữ nhật với góc hạn chế ở phía trên, bên phải, tương ứng với chính sách dòng điện và điện áp lớn. Điều này có nghĩa là khi chu kì đóng cắt càng ngắn, ứng với tần số thao tác càng cao thì năng lực đóng cắt hiệu suất càng suy giảm .
Khi đặt điện áp điều khiển âm lên cực điều khiển và emitor, SOA lại bị số lượng giới hạn ở vùng hiệu suất lớn do vận tốc tăng điện áp quá lớn sẽ dẫn đến Open dòng điện lớn đưa vào vùng p của cực điều khiển, tính năng giống như dòng điều khiển làm IGBT mở trở lại như công dụng so với cấu trúc của thyristor. Tuy nhiên năng lực chịu đựng vận tốc tăng áp ở IGBT lớn hơn nhiều so với ở những thành phần bán dẫn hiệu suất khác .
Giá trị lớn nhất của dòng được cho phép collector được cho phép Icm được chọn sao cho tránh được hiện tượng kỳ lạ chốt giữ dòng, không khóa lại được, giống như ở thyristor. Hơn nữa, điện áp điều khiển lớn nhất Uge cũng phài được chọn để hoàn toàn có thể số lượng giới hạn được dòng điện Ice trong số lượng giới hạn lớn nhất được cho phép này trong điều kiện kèm theo sự có ngắn mạch bằng cách quy đổi bắt buộc từ chính sách bão hòa sang chính sách tuyến tính .
Khi đó dòng Ice được số lượng giới hạn không đổi, không phụ thuộc vào vào điện áp Uce lúc đó. Tiếp theo IGBT phải được khóa lại trong điều kiện kèm theo đó, càng nhanh càng tốt để tránh phát nhiệt quá mạnh. Tránh được hiện tượng kỳ lạ chốt giữ dòng bằng cách liên tục theo dõi dòng collector là điều thiết yếu khi phong cách thiết kế IGBT .
Yêu cầu với tín hiệu điều khiển
IGBT là thành phần điều khiển bằng điện áp, giống như MOSFET, nêu nhu yếu điện áp xuất hiện liên tục trên cực điều khiển và emitor để xác lập chính sách khóa, mở. Mạch điều khiển cho IGBT có nhu yếu tối thiểu như được trình diễn sơ đồ như hình dưới :
Tín hiệu mở có biên độ UGE, tín hiệu khóa có biên độ – UGE cung ứng cho mạch G – E qua điện trở RG. Mạch G – E được bảo vệ bởi diode ổn áp ở mức khoảng chừng + / – 18V .
Do có tụ ký sinh lớn giữa G và E nên kỹ thuật điều khiển như điều khiển MOSFET hoàn toàn có thể được vận dụng, tuy nhiên điện áp khóa phải lớn hơn. Nói chung tín hiệu điều khiển thường được chọn là + 15V và – 5V là tương thích. Mức điện áp âm khi khóa góp thêm phần giảm tổn thất hiệu suất trên mạch điều khiển như được minh họa bằng hình a dưới đây .
Điện trở RG cũng tác động ảnh hưởng đến tổn hao hiệu suất điều khiển được diễn đạt bằng hình b. Điện trở RG nhỏ, giảm thời hạn xác lập tín hiệu điều khiển, giảm tác động ảnh hưởng của dUCE / df, giảm tổn thất nguồn năng lượng trong quy trình điều khiển, nhưng lại làm mạch điều khiển nhạy cảm hơn với điện cảm ký sinh trong mạch điều khiển .
Dòng điều khiển nguồn vào phải cung ứng được dòng điện có biên độ bằng :
Tổn hao hiệu suất trung bình hoàn toàn có thể tính bằng :
Trong đó (miliCulông, mC) là điện tích nạp cho tụ đầu vào, giá trị thường được cho trong tài liệu kỹ thuật của nhà sản xuất; là tần số đóng cắt của IBGT.
Vấn đề bảo vệ IGBT và giải pháp
Thông thường IGBT được sử dụng trong những mạch đóng cắt tần số cao, từ 2 đến hàng chục kHz. Ở tần số đóng cắt cao như vậy, những sự cố hoàn toàn có thể hủy hoại thành phần rất nhanh và dẫn đến phá hỏng hàng loạt thiết bị. Sự cố thường xảy ra nhất là quá dòng do ngắn mạch từ phía tải hoặc từ những thành phần có lỗi do sản xuất hoặc lắp ráp .
Có thể ngắt dòng IGBT bằng cách đưa điện áp điều khiển về giá trị âm. Tuy nhiên quá tải dòng điện hoàn toàn có thể đưa IGBT ra khỏi chính sách bão hòa dẫn đến hiệu suất phát nhiệt tăng bất ngờ đột ngột, tàn phá thành phần sau vài chu kỳ luân hồi đóng cắt. Mặt khác khi khóa IGBT lại trong một thời hạn rất ngắn khi dòng điện rất lớn dấn đến vận tốc tăng dòng quá lớn, gây quá áp trên collector, emiter, lập tức đánh thủng thành phần. Trong sự cố quá dòng, không hề liên tục điều khiển IGBT bằng những xung ngắn theo quy luật như cũ, cũng không đơn thuần là ngắt xung điều khiển để dập tắt dòng điện được .
Giải pháp :
Giải pháp tối ưu được đưa ra là làm chậm lại quy trình khóa của IGBT. Hay còn gọi là khóa mềm ( soft turn-off ) khi phát hiện có sự cố dòng tăng quá mức được cho phép. Trong trường hợp này điện áp trên cực điều khiển. Và emito được giảm đi từ tử về điện áp âm khi khóa. I
GBT sẽ chuyển về trạng thái khóa qua chính sách tuyến tính. Do đó dòng điện bị hạn chế và giảm dần về không. Tránh được quá áp trên thành phần. Thời gian khóa của IGBT hoàn toàn có thể lê dài 5 đến 10 lần thời hạn khóa thường thì .
Ưu điểm và điểm yếu kém của IGBT
Với những tính năng ưu việt kể trên, IGBT kỳ vọng sẽ dần thay thế tất cả những linh kiện bán dẫn khóa khác. Bên cạnh những ưu điểm vượt trội thì vẫn tồn tại một số hạn chế được trình bày như sau:
Ưu điểm
- Cho phép việc đóng ngắt thuận tiện, tính năng điều khiển nhanh gọn .
- Chịu được điện áp lớn hơn MOS. Thường là 600V đến 1,5 kV. Còn có một số ít loại được sản xuất đặc biệt quan trọng hơn để chụi được điện áp lớn hơn nữa .
- Tải dòng lớn, cỡ xê dịch 1 kA. Sụt áp bé và điều khiển bằng áp .
- Chúng ta cùng so sánh IGBT với những linh phụ kiện điện tử khác :
Hạn chế
-
Tần số thấp hơn so với MOS. Dẫn tới những ứng dụng cần tần số cao áp 400V thì MOS vẫn được ưu tiên hơn. Nếu IGBT hoạt động ở tần số cao thì sụt áp sẽ lớn hơn.
- Công suất nhỏ và vừa
- Giá thành cao hơn so với những linh phụ kiện khác. Kéo theo những thiết bị có sử dụng linh phụ kiện này cũng có giá tiền cao .
Ứng dụng của IGBT
- Được sử dụng trong trình điều khiển động cơ xoay chiều và 1 chiều .
- Sử dụng trong mạng lưới hệ thống phân phối điện không trấn áp ( UPS )
- Sử dụng để tích hợp đặc tích gate-drive đơn thuần của MOSFET với điện áp cao và bão hòa thấp của transistor lưỡng cực .
- Sử dụng trong nguồn cấp điện có chính sách chuyển mạch ( SMPS )
- Sử dụng trong điều khiển động cơ kéo và gia nhiệt cảm ứng .
- Công nghệ IGBT được so sánh gần giống với Transistor bởi công dụng của IGBT nhà bếp từ đó chính là năng lực đóng cắt siêu nhanh. Trong ngành điện công nghiệp thì công nghệ IGBTđược ứng dụng trong những máy hàn điện tử, máy cát plasma, máy cơ khí, đóng vai trò là bộ biến tần hiệu suất cao .
- IGBT còn được ứng dụng trong việc lắp ráp, quản lý và vận hành máy nung cao tần. Có IGBT sẽ giúp cho máy nung hoạt động giải trí không thay đổi với năng lực chuyển mạch điện nhanh, bảo vệ quy trình quản lý và vận hành luôn được tiện nghi, nhanh gọn. Từ đó, nâng cao hiệu suất lao động và tiết kiệm chi phí tối đa ngân sách cho người dùng .
Cách đo và kiểm tra IGBT
Với bất kỳ IBGT nào trước khi đo cũng như kiểm tra xem nó còn sống hay đã chết thì tất cả chúng ta cũng phải kiểm tra thật kĩ càng những yếu tố tương quan về mặt thông số kỹ thuật để tránh trường hợp lắp vào mạch điện gây hỏng hóc thêm không thiết yếu .
Bạn hoàn toàn có thể tự kiểm tra IGBT của mình đơn thuần bằng đồng hồ đeo tay vạn năng. Nhưng trước khi kiểm tra, bạn phải tuân thủ những chú ý quan tâm sau :
- Hãy bảo vệ bảo đảm an toàn điện, tránh phát sinh tĩnh điện làm hỏng thiết bị của bạn .
- Không nên để điện áp ở cổng Gate và Emitter lớn hơn mức điện áp lao lý của IGBT.
- Nếu cổng Gate hở, bạn phải duy trì mức điện áp giữa Collector và Emitter thấp hơn 20V .
- Sử dụng đồng hồ đeo tay vạn năng có tính năng kiểm tra diode .
- Các bước thực thi :
Sử dụng đồng hồ đeo tay Kim thang đo 10K ( điện áp kích ngưỡng 9VDC, với cực dương đồng hồ đeo tay kim là que ĐEN, cực âm đồng hồ đeo tay kim là que ĐỎ ) để kiểm tra IGBT .
Bước 1: Xả điện áp giữa 3 chân G – C- E (Để IGBT không còn điện áp kích chân G)
+ Que ĐEN vào chân C hoặc E
+ Que ĐỎ vào chân G
Bước 2: Đo kiểm tra 2 chân C – E (Có 1 chiều Kim lên)
+ Que ĐEN vào chân C
+ Que ĐỎ vào chân E
=> Không lên Kim
+ Que ĐEN vào chân E
+ Que ĐỎ vào chân C
=> Đồng hồ lên kim ( Thang kim lên gần sát vạch tối đa, nằm giữa 0 và 1 là IGBT tốt )
Bước 3: Tiến hành kích chân G của IGBT
+ Que ĐEN vào chân G
+ Que ĐỎ vào chân C hoặc chân E
Bước 4: Kiểm tra sau khi kích chân G (Kiêm tra xem khi kích xong thì các chân C và E như nào)
+ Que ĐEN vào chân C
+ Que ĐỎ vào chân E
=> Đồng hồ lên Kim ( Thang kim lên gần sát vạch tối đa, nằm giữa 0 và 1 tức là cặp chân C – E IGBT tốt hay IGBT đã được kích và còn điều khiển tín hiệu kích tốt )
+ Que ĐEN vào chân E
+ Que ĐỎ vào chân C
=> Đồng hồ lên Kim ( Thang kim lên gần sát vạch tối đa, nằm giữa 0 và 1 tức là cặp chân E – C IGBT tốt hay cặp chân biểu lộ bằng hình Diode của IGBT còn tốt )
Bước 5: Kiểm tra xem giữa2 chân còn lại là G – C xem có bị rò hay bị thủng không bằng cách
+ Que ĐEN vào chân G
+ Que Đỏ vào chân C
=> Kim không lên
+ Que ĐEN vào chân C
+ Que ĐỎ vào chân G
=> Kim không lên
Bước 6: (Đo bổ sung và kiểm tra lớp bán dẫn giữa các cực)
+ Sau khi những bạn đã đo đủ 5 bước với IGBT và IGBT đó đều thỏa mãn nhu cầu toàn bộ những phép đo, thì tất cả chúng ta triển khai đo lớp tiếp dẫn của IGBT
+ Về cấu trúc bán dẫn, IGBT rất giống với MOSFET, điểm khác nhau là có thêm lớp nối với collector tạo nên cấu trúc bán dẫn p-n-p giữa emiter ( tương tự như cực gốc ) với collector ( tựa như với cực máng ), mà không phải là n-n như ở MOSFET. Vì thế hoàn toàn có thể coi IGBT tương tự với một transistor p-n-p với dòng base được điều khiển bởi một MOSFET .
+ Que ĐỎ vào chân E
+ Que ĐEN vào chân C
=> Đồng hồ hiển thị điện áp trong TH này là abcV ( Ý nghĩa là điện áp lệch giữa 2 cực bán dẫn P. và N còn tốt ) .
+ Que ĐỎ vào chân C
+ Que ĐEN vào chân E
=> Đồng hồ hiển thị 0V
Lời kết
IGB là một linh phụ kiện điều khiển công xuất cao, những bạn có tehể nhìn thấy IGBT trong những mạch cps công xuất và tần số đóng cắt lớn vì ợi dụng đặc tính của cả Transistor và Mosfet .
Nếu cảm thấy bài viết có ích hay nhìn nhận và san sẻ cho bạn hữu. Đừng quên tham gia nhóm Nghiện lập trình để cùng trao đổi và liên kết nhé !
5/5 – ( 2 bầu chọn )
Source: https://dvn.com.vn
Category: Phụ Kiện
