אינדוקציה מעדן אוקר

מה השימוש ב- IGBT בכיריים אינדוקציה?


  1. תכונות של צינור IGBT

The Iusulated Gate Bipolar Transistor (IGBT) הוא מתח גבוה, מהירות גבוהה, high-power device that combines the large current density of a BJT and the advantages of a MOSFET voltage-excited field-controlled device.

ישנם צינורות IGBT העשויים מחומרים ותהליכים שונים; הם יכולים להיחשב כמבנה מורכב עם קלט MOSFET ואחריו טרנזיסטור דו קוטבי להגברה.

לצינורות IGBT יש שלוש אלקטרודות, נקרא שער G

(נקרא גם שליטה או שער), אספן ג (נקרא גם ניקוז), והפולט ה (נקרא גם מקור).

צינור ה- IGBT מתגבר על פגם קטלני בכוח MOSFET: עמידות גבוהה, ייצור חום חמור, ויעילות פלט מופחתת בעת הפעלה במתח גבוה וזרם גבוה.

 

צינור IGBT הוא טרנזיסטור אפקט שדה עם שכבת P נוספת בין הניקוז לאזורי הניקוז.

על פי חברת החשמל/TC (שיתוף) 1339, שמות חלקיו עוקבים אחר המינוח המקביל של טרנזיסטורים עם אפקט שדה.

לצינור IGBT יש גם את מאפייני ההחלפה המהירה וגם את הנהיגה במתח של MOSFET כוח והרוויה הנמוכה, מאפייני מתח של טרנזיסטורים דו קוטביים,

והיכולת להשיג במהירות זרמים גבוהים יותר.

ה- IGBT הוא אחד המכשירים המרגשים והצומחים ביותר בתחום האלקטרוניקה החשמלית בשנים האחרונות.

 

צינור IGBT הוא המכשיר המורכב, המשלב כוח MOSFET ו- GTR בשבב אחד. Power MOSFET הוא מכשיר כונן מתח חד קוטבי, which has fast working speed, עכבת כניסה גבוהה, יציבות תרמית טובה וכונן.

המעגל פשוט ויש לו מאפיינים אחרים, אבל ההתנגדות שלו היא גדולה, and the current capacity is also relatively large and low. ה- GTR הוא מכשיר כונן זרם דו קוטבי עם מתח חסימה גבוה ועומס גבוה.

קיבולת מוצקה נוכחית, אבל מהירות עבודה איטית יותר, זרם נהיגה גדול, and more control circuit complex. החסרונות של שני סוגי מכשירים אלה מגבילים את התפתחותם. Currently appearing Many new composite devices, כגון טרנזיסטור מורכב דו קוטבי של MOS, MOS Bipolar composite thyristors, התקנים מרוכבים אלקטרוניים חדשים אלה, are a collection of The advantages of unipolar and bipolar devices.

 

Power MOSFETs require a high breakdown voltage because achieving a high breakdown voltage requires a source-drain channel with high resistivity, וכתוצאה מכך RDS גבוה(עַל) ערך ערך MOSFET.

כתוצאה מכך MOSFET כוח עם RDS גבוה(עַל) ערך. למרות האחרונה

התקני MOSFET של כוח הדור שיפרו משמעותית את ה- RDS(עַל) מאפיינים, ה

למרות שהדור האחרון של מכשירי MOSFET כוח שיפר משמעותית את ה- RDS(עַל) מאפיינים, אובדן הולכת הכוח ברמות גבוהות עדיין גבוה בהרבה מזה של צינורות IGBT.

מבנה צינור ה- IGBT תומך בצפיפות זרם גבוהה יותר ומפשט את הנהג בהשוואה לאותו מכשיר דו קוטבי סטנדרטי..

מבנה הצינור IGBT תומך בצפיפות זרם גבוהה יותר ומפשט את מעגלי הנהג.

צינורות IGBT מתפתחים במהירות, והתקן מורכב זה שייך למחלקת הטרנזיסטורים, שיכול לשמש גם כמתג וגם כמגבר.

הוא יכול לשמש גם כמתג וגם כמגבר ובעל מאפיינים טובים שעושים אותו

הוא מתאים לאספקת חשמל בתדר בינוני.

צינור IGBT הוא מכשיר מושלם. It has outstanding conduction characteristics and many characteristics of the power MOSFET, כגון קל לנהיגה, קל לנהוג, אזור עבודה רחב ובטוח, זרם שיא גבוה, מחוספס, וכו. באופן כללי, מהירות ההחלפה של צינורות IGBT נמוכה מזו של MOSFETs כוח, אבל של IR.

מאפייני המיתוג של הסדרה החדשה של צינורות IGBT קרובים מאוד לאלה של MOSFET כוח, והמאפיינים במצב המדינה אינם מושפעים ממתח ההפעלה.

המאפיינים במצב המדינה אינם מושפעים ממתח ההפעלה. מכיוון שלצינורות IGBT אין פנימיות.

לצינורות IGBT אין דיודה הפוכה, והיישום יכול להיות גמיש לשימוש בדיודות שחזור חיצוניות.

תכונה זו היא יתרון או חסרון שכדאי לקחת בחשבון. אם תכונה זו היא יתרון או חיסרון יש לקבוע לפי תדירות ההפעלה, מחיר דיודה והקיבולת הנוכחית.

המחיר והקיבולת הנוכחית של הדיודה הם הפרמטרים שיש למדוד.

 


  1. מבנה צינור IGBT

צינורות IGBT דומים במבנהם ל- MOSFET אך שונים כי IGBT היא צלחת בסיס N+ (לנקז) של כוח MOSFET של ערוץ N.

צלחת בסיס P+ (אספן של צינור IGBT) מתווסף לצלחת הבסיס N+ (לנקז) של MOSFET כוח ערוץ N ליצירת צומת PN J1, והשער והמקור דומים לחלוטין ל- MOSFET.

מבנה ה- IGBT מוצג באיור 1. זה בגלל שהצינור IGBT נמצא על מצע N+ של MOSFET ערוץ N.

N-channel MOSFET עם צלחת בסיס P+, יצירת ארבע שכבות

מִבְנֶה, הטרנזיסטורים מסוג PNP-NPN יוצרים את צינור ה- IGBT. למרות זאת, הטרנזיסטורים של NPN מתקצרים בין הפולט לאלקטרודת האלומיניום.

טרנזיסטור NPN נועד להיות לא פעיל. לָכֵן, הפעולה החיונית של צינורות IGBT דומה לזו של טרנזיסטורים NPN.

הפעולה החיונית של צינור IGBT אינה קשורה לטרנזיסטור NPN, וזה יכול להיחשב כערוץ N.

MOSFET כמסוף הקלט וטרנזיסטור PNP כמסוף הפלט של צינור דרלינגטון.

 

11

 


  1. עקרון העבודה של צינור IGBT

צינור ה- IGBT בערוץ N יוצר (חִיוּבִי) מתח על פני שכבת P ישירות מתחת לשער על ידי הוספת מתח סף UTH בין השער לפולט.

(חִיוּבִי) מתח מעל המתח UTH, שכבת ה- P ישירות מתחת לצורות השער

השכבה ההפוכה (עָרוּץ) מתחיל להזריק אלקטרונים משכבת ​​ה- N מתחת לפולט. ה

electrons are the minority carriers of the PNP-type transistor and start to flow into the holes from the collector substrate P+ starts to flow into the hole for conductivity modulation (פעולה דו קוטבית), so it is possible to decrease.

צינור IGBT פועל עם מעגל שווה ערך, כפי שמוצג באיור 2 (א).

המעגל המקביל לפעולת צינור IGBT מוצג באיור 2(א). הסמלים הגרפיים מוצגים באיור 2(ב). הטרנזיסטור הטפילי מסוג NPN נוצר בצד הפולט, ואם הטרנזיסטור הטפילי מסוג NPN עובד, הוא הופך שוב לתריסטור מבנה מרובע. הזרם ממשיך לזרום עד שפלט הפלט מפסיק לספק זרם, at which point the output signal is no longer available for control through the output signal. מצב זה מכונה בדרך כלל מצב נעילה.

 

22

 

לדיכוי הפעולה של טרנזיסטורים טפילים מסוג NPN, צינורות IGBT משתמשים בשיטה למזער את גורם ההגברה הנוכחי α של טרנזיסטורים מסוג PNP כאמצעי לפתרון החסימה. כאמצעי לפתרון החסימה. במיוחד, גורם ההגברה הנוכחי α של טרנזיסטורים PNP נועד להיות 0.5 או פחות. זרם החסימה של צינור ה- IGBT הוא פי 3 מהזרם המדורג (זֶרֶם יָשָׁר). זרם החסימה של צינור ה- IGBT גדול פי שלושה מהזרם המדורג (זֶרֶם יָשָׁר).

 


  1. הפרמטרים העיקריים של צינור IGBT

הערכים המרביים המותרים של זרם, מתח, כּוֹחַ, וכו ', כי צינור IGBT יכול לעמוד מוגדרים בדרך כלל כדירוג המקסימלי. בעת עיצוב מעגל, להבין ולזהות את הדירוג המרבי חשוב במיוחד לפעולה האמינה ולחיי השירות האולטימטיביים של צינור ה- IGBT.

 

  • זרם הקצר של צינור ה- IGBT יכול להיות פי עשר מהזרם המדורג, והערך של זרם הקצר נקבע על ידי מתח השער והמוליכות הטרנספקטיבית של צינור ה- IGBT. שליטה נכונה בזרם הקצר של צינורות IGBT היא ערובה הכרחית לפעולה אמינה של צינורות IGBT.

 

(2) מאפייני כיבוי של עומס אינדוקטיבי.

כאשר צינור ה- IGBT נסגר, המתח יעלה מכמה וולט לאספקת מתח באופן מיידי (במשך תקופה זו, הזרם במדינה נשאר ללא שינוי), וכתוצאה מכך לחץ מתח ניכר du/DT, מה שיאיים ברצינות על האמינות של צינור ה- IGBT בפעולה לטווח ארוך. בעיצוב המעגל, ניתן להגביל ולהפחית את דו/דט בעת כיבוי באמצעות הוספת נגדים למעגל הכונן של השער.

 

(3) מתח פולט שער מקסימלי (שָׁבוּעַ).

מתח השער נקבע על ידי עובי ומאפייני שכבת תחמוצת השער. מתח ההתמוטטות של השער לפולט הוא בדרך כלל 80 ו. מתח השער בדרך כלל מוגבל ל- 20 V או פחות כדי להבטיח את בטיחותם.

 

(4) קיבול קלט שער.

מאפייני קיבול כניסת צינור IGBT משפיעים ישירות על האמינות של עיצוב מעגל הכונן השער. צינור IGBT כמכשיר מוליך כללי, מאפייני המיתוג מושפעים מהזריקה הכללית ותנאי ההנעה של המתחם והשער. בפועל, בהתחשב באפקט הטוחן של הקיבול, יכולת הכונן של מעגל כונן השער צריכה להיות גדולה מ- 2 ל 3 כפול הערך שצוין במדריך.

 

(5) מאפייני אזור הפעלה בטוחים.

המכשיר פועל במצב מיתוג זרם גבוה ומתח גבוה בשל חלוקת הזרם הלא אחידה כאשר חורג ממגבלת ההפעלה הבטוחה, לעתים קרובות לגרום נזק למכשיר. ההתפלגות הנוכחית קשורה ל- di/dt כך שאזור העבודה הבטוח מתחלק לעתים קרובות לאזור העבודה הבטוח קדימה ולאזור העבודה הבטוח לאחור..

 


  1. יישומים

  • כיריים לבישול אינדוקציה
  • תנורי מיקרוגל לא ממירים
  • כיריים אורז אינדוקציה
  • מחממי מים אינדוקציה
  • טופולוגיות מיתוג מהדהדות אחרות
אין תגובה

פרסם תגובה