5 مزیت کاربرد IGBT در اینورتر

5 مزیت کاربرد IGBT در اینورتر

سوئیچینگ الکترونیکی از مهمترین کاربردهای ترانزیستورها می‌باشد که سرعت این فرایند با اختراع آی جی بی تی بیشتر شده است.

آی جی بی تی (IGBT ) از عبارت Insulated gate bipolar transistor به معنی ترانزیستور دو قطبی دروازه عایق بندی شده می‌باشد.

این وسیله نیمه هادی دارای سه ترمینال با ترکیب هوشمندانه از ترانزیستور اثر میدان (MOSFET) و دو ترانزیستور پیوندی دو قطبی (BJT) است.

از مهمترین ویژگی آن می‌توان به ولتاژ اشباع پایین آن ، امپدانس ورودی بزرگ و سرعت سوئیچینگ بالا اشاره کرد.

یک ترانزیستور دو قطبی با گیت عایق شده دارای بهره توان بالاتری نسبت به یک ترانزیستور دو قطبی استاندارد دارد.

همچنین در ولتاژهای بالاتر تلفات ورودی کمتر و عملکرد بهتر دارد.

آی جی بی تی (IGBT) ترکیب ترانزیستور اثر میدان (FET) با ترانزیستور دو قطبی می‌باشد.

درشکل زیر سه پایه یا سه سر با هدایت انتقالی IGBT نشان داده شده است.

این قطعه از ترکیب یک ترانزیستور دو قطبی PNP در خروجی و یک ماسفت کانال N با گیت ایزوله شده در ورودی ، یک مدار دارلینگتون تشکیل می‌دهد.

پایه های IGBT یا همان ترمینال های IGBT ، گیت (Gate) ، کلکتور (Collector) و امیتر (Emitter) نام گذاری می‌شوند.

پایه E و پایه C متناظر و مرتبط با مسیر هدایت هستند که جریان از آنها عبور می‌کند.

وپایه سوم (G) دستگاه را کنترل می‌کند.

میزان تقویت کنندگی آی جی بی تی برابر با نسبت سیگنال خروجی به سیگنال ورودی می‌باشد.

همچنین یک BJT عادی با نسبت جریان خروجی به جریان ورودی مقدار بهره تقریباً برابر دارد که بتا نام دارد.

IGBT به گونه ای طراحی شده است که می‌توانند از مزایای MOSFET و BJT در یک قالب یکپارچه برای رسیدن به یک دستگاه بهینه استفاده کنند.

آی جی بی تی در SMPS  و UPS و POWER ELECTRONICS و بسیاری از مدارها قدرت و حداقل هدر رفت هدایت و سوئیچینگ به کار می‌رود.

که سبب کاهش سطح صدای قابل شنیدن و افزایش عملکرد پویا و کارایی می‌شود.

کاربرد ترانزیستور آی جی بی تی :

آی جی بی تی به طور کلی در برنامه‌های الکترونیکی قدرت استفاده می‌شود مانند :

درایو یا اینورتر ها ، درایو های متغیر فرکانس (VFD) ، منابع تغذیه ، مبدل ها ، لامپ های کم مصرف ،

یخچال های متغیر سرعت ، تهویه مطبوع ، قطار ها ، اتومبیل های الکتریکی ، سیستم های استریو با

تقویت کننده های سوئیچینگ و غیره 

5 مزیت کاربرد IGBT در اینورتر :

1- توان ولتاژ بالا

2- مقاومت کم ON

3- هدایت شوندگی ساده

4- سرعت سوئیچینگ نسبتا سریع

5- ترکیب با جریان ورودی صفر انتخاب خوبی برای سرعت متوسط

از دیگر مزایای می‌توان به مبدل های فرکانس که در محدوده صدها کیلوهرتز ،

• کنترل سرعت متغیر ،
• SWITCH MODE یا
• برنامه های مبدل AC/DC خورشیدی و
• ولتاژ بالا مانند PWM اشاره کرد.

معایب کاربرد آی جی بی تی :

هر وسیله و دستگاه ممکن است چند عیب نیز داشته باشد، در این متن 2 مورد آن ذکر می‌شود:

1- هرگاه برد این وسیله آسیب ببیند به ناچار باید بیشتر ترانزیستورها را عوض کرد،

زیرا هنگام مونتاژ در کنار هم و به صورت ردیفی بر روی برد دستگاه سوار می‌شوند،

به همین سبب هزینه نگهداری کمی بالا است.

2- امکان قفل شدگی در ترانزیستورهای IGBT به سبب وجود ساختار تریستوری PNPN وجود دارد.

قفل شدن منجر به جریان بیش از حد مجاز بین امیتر و کلکتور و افزایش پراکندگی توان و آسیب دیدن ترانزیستور می‌شود.