İçeriğe geç 
İnverterin IGBT'si onun kalbi gibidir. Güç dönüşümünü ve inverter içindeki enerji transferini yönetir. JOEYOUNG, 3000W solar inverter ve 3000W solar inverter gibi tüm inverterlerinde yüksek kaliteli IGBT modülleri kullanır. 12V 2000W saf sinüs dalgalı invertör.
Bu makale Inverter IGBT'nin tanımını, çalışma prensibini, avantajlarını ve dezavantajlarını açıklayacaktır. Hadi içeri dalalım!
İnverter IGBT nedir?
İnvertör IGBT, yalıtılmış kapı bipolar transistörü anlamına gelir. Birçok elektronik cihazda hızlı ve verimli anahtarlama için çalışan üç terminalli yarı iletken bir cihazdır.
IGBT'ler esas olarak darbe genişlik modülasyonu (PWM) kullanarak karmaşık dalga formlarını işlemek için amplifikatörlerde kullanılır. IGBT'leri daha iyi anlamak için elektronikteki yaygın bileşenlerin bipolar bağlantı transistörleri (BJT'ler) ve MOSFET'ler (MOS tüpleri) olduğunu bilmek yardımcı olur. İnvertör IGBT bu ikisinin bir karışımı gibidir. Bir BJT'nin giriş özelliklerine ve bir MOSFET'in çıkış özelliklerine sahiptir.
Bu kombinasyon, IGBT'leri birçok uygulamada çok kullanışlı hale getirir.
İnverter IGBT'nin yapısı
Bir invertör IGBT'nin üç terminali vardır: kolektör, yayıcı ve kapı. Bu terminaller metal katmanlara bağlıdır ve geçit terminalinde bir silikon dioksit katmanı bulunur. IGBT'nin yapısı, PNP ve NPN transistörlerinin bir PNPN düzeninde birleştirilmesiyle oluşturulan dört yarı iletken katmandan oluşur.
İşte adım adım nasıl çalıştığı:
- Toplayıcıya en yakın katman, enjeksiyon alanı olarak bilinen (p+) alt tabakadır.
- Bunun üzerinde N katmanını içeren N sürüklenme alanı bulunur. Enjeksiyon alanı taşıyıcıların çoğunu (delik akımı) N katmanına gönderir. Bu sürüklenme alanının kalınlığı IGBT'nin ne kadar voltajı bloke edebileceğini etkiler.
- Sürüklenme alanının üzerinde, yayıcının yakınındaki (p) alt tabakadan oluşan ve içinde bir (n+) tabakası bulunan gövde alanı bulunur.
Enjeksiyon alanı ile N sürüklenme alanı arasındaki bağlantı J2 olarak adlandırılır ve N alanı ile gövde alanı arasındaki bağlantı J1'dir.
Bir invertör IGBT'nin yapısının MOS kapılı bir tristöre benzediğini belirtmek gerekir. Ancak, tristörlerin aksine, IGBT tristör çalışmasını bastırır. Bu, tüm aralığı boyunca yalnızca bir transistör olarak çalışmasını sağlar. IGBT'ler tristörlerden daha iyidir çünkü sıfır geçişini beklemeden bile daha hızlı anahtarlama yaparlar.
Inverter IGBT nasıl çalışır?
Bir invertör IGBT, kapı terminalini açarak veya kapatarak çalışır. Kapıya pozitif bir voltaj uygulandığında, yayıcı devreyi aktif tutar. Ancak, kapı gerilimi sıfır veya biraz negatif ise devre kapanır. Bir IGBT hem BJT hem de MOSFET gibi çalıştığından, sağladığı amplifikasyon çıkış sinyalinin giriş sinyaline oranı olarak ölçülür.
Geleneksel bir BJT için kazanç, çıkış akımının giriş akımına oranıdır. Buna karşın, bir MOSFET'in giriş akımı yoktur çünkü geçidi ana akım kanalından ayrılmıştır.
İşte IGBT çalışırken adım adım neler olduğu:
- Geçit terminaline gerilim (VG) uygulandığında, geçit akımı (IG) artar.
- Bu, kolektör akımını (IC) artıran kapı-emitör voltajını (VGE) artırır.
- Sonuç olarak, kollektör-emitör voltajı (VCE) düşer.
IGBT'lerin bir diyot gibi, genellikle 2V civarında küçük bir voltaj düşüşüne sahip olduğuna dikkat etmek önemlidir. Akım yükseldikçe bu düşüş biraz artar. Ayrıca IGBT, kollektör ve emitör terminalleri arasına yerleştirilen bir serbest diyot kullanarak ters akım akışına izin verir.
Bu kurulum, IGBT'leri birçok uygulama için verimli ve çok yönlü hale getirir.
IGBT Tipleri?
IGBT'ler tasarımlarına ve kullanımlarına göre farklı tiplerde olabilir. Ana tipler arasında tek IGBT, IPM (Akıllı Güç Modülü) ve diğer özel paketler bulunur.
- Tek IGBT
Tek bir IGBT, kendi paketinde bağımsız bir cihazdır. Ayrı kontrol ve entegrasyon gerektiren uygulamalar için idealdir. Özel gereksinimlerinize bağlı olarak farklı paketler ve özellikler seçebilirsiniz. - IPM (Akıllı Güç Modülü)
IPM, IGBT çipleri, sürücü devreleri ve koruma devreleri gibi çeşitli bileşenleri bir araya getiren modüler bir pakettir. Bu tasarım, kullanımı daha kolay ve daha güvenilir hale getirir. IPM'ler genellikle motor sürücülerinde, invertörlerde ve diğer yüksek güçlü uygulamalarda kullanılır.
Diğer IGBT Paket Tipleri
- Dijital IGBT: Bu tip, gelişmiş kontrol için dijital arayüzler de dahil olmak üzere yerleşik kontrol ve izleme özelliklerine sahiptir.
- Modüler IGBT: Bunlar, çoklu IGBT çipleri, sürücü devreleri ve ısı dağıtma sistemleri içeren yüksek güçlü modüllerdir. Büyük endüstriyel sürücüler ve güç sistemleri gibi ağır hizmet uygulamaları için mükemmeldirler.
Bu paket seçenekleri esneklik sunar, böylece ihtiyaçlarınıza en uygun olanı seçebilirsiniz.
Bir IGBT'nin Temel Özellikleri
Bir IGBT'nin ana özellikleri aktarım ve çıkış özellikleridir. Şimdi bunları inceleyelim:
- Transfer Özellikleri
Bir IGBT'nin transfer karakteristiği, kollektör akımı (Ic) ile kapı-emitör voltajı (VGE) arasındaki ilişkiyi gösterir. Bir MOSFET gibi, kollektör akımı yalnızca kapı-emitör voltajı minimum bir eşiği (VTH) aştığında akmaya başlar. Bu eşiğin altında IGBT kapalı kalır, ancak üzerinde akım doğrusal olarak artar.
- IGBT çıkış özellikleri
IGBT'ler, sürekli baz akımı gerektiren bipolar transistörlerin aksine, açık kalmak için geçitte sadece küçük bir gerilime ihtiyaç duyar. Tek yönlüdürler, her iki yönde de anahtarlama yapabilen MOSFET'lerin aksine sadece kollektörden emitöre anahtarlama yaparlar.
Dinamik çalışma sırasında, sürücü akımı kritik bir değeri aşarsa bir mandallama akımı oluşabilir. Eşik voltajının altında, küçük bir kaçak akım akar ve IGBT, besleme voltajına yakın kollektör-yayıcı voltajı ile kesme bölgesinde çalışır.
IGBT'lerin Avantaj ve Dezavantajları
Avantajlar:
- BJT'lerden veya MOSFET'lerden daha yüksek voltaj ve akımı idare eder.
- Yüksek giriş empedansı ve düşük giriş kayıpları.
- Düşük kontrol gerilimleri ile yüksek akımları anahtarlar.
- Basit ve uygun maliyetli bir kapı sürücüsü gerektirir.
- Yüksek akım yoğunluğu daha küçük çip boyutu sağlar.
- BJT'lere göre daha yüksek güç kazancı ve anahtarlama hızı sunar.
- Bipolar yapı iletkenliği ve verimliliği artırır.
- Daha güvenli
Dezavantajlar:
- MOSFET'lere kıyasla daha yavaş anahtarlama hızı.
- Tek yönlüdür, AC dalga formları için ekstra devre gerektirir.
- Yüksek ters gerilimi engelleyemez.
- BJT'lerden ve MOSFET'lerden daha pahalıdır.
- PNPN yapısı nedeniyle mandallama sorunlarına karşı hassastır.
- PMOS cihazlara kıyasla daha uzun kapanma süresi.
Son Düşünce
Güvenli bir bağlantı sağlamak ve hasarı önlemek için bir IGBT takarken özel bir tornavida ve doğru tork kullanın. Bir inverterin en kritik ve hassas parçası olan IGBT, performansını korumak için uygun korumaya ihtiyaç duyar.
JOEYOUNG olarak güneş invertörü üreticileri uzmanı olarak istikrarlı ve güvenli güç çıkışı sağlıyoruz - ihtiyaçlarınıza uygun olanı bulmak için ürünlerimizi kontrol edin: 1000W modifiye sinüs dalga invertör, 2000W modifiye sinüs dalga invertör, 3000W modifiye sinüs dalga invertör.
Sıkça sorulan sorular
Düşük güç girişli yüksek güçlü uygulamaları sürmek için tasarlanmıştır.
Üç fazlı bir invertör altı IGBT geçit sürücüsü gerektirir. Her IGBT için ayrı geçit sürücüleri kullanabilirsiniz, ancak çift kanallı bir geçit sürücüsü tasarım esnekliğine yardımcı olur ve BOM maliyetini azaltır.
Bir IGBT'nin en temel işlevi, elektrik akımlarının mümkün olan en hızlı şekilde anahtarlanması ve böylece mümkün olan en düşük anahtarlama kayıplarının elde edilmesidir. "Yalıtımlı Kapı Bipolar Transistör" adından da anlaşılacağı gibi, bir IGBT yalıtılmış bir kapı yapısına sahip bir bipolar transistördür; kapının kendisi temelde bir MOSFET'tir.
(1) IGBT'ler, yüksek aşırı yük dayanıklılığı gerektiren 20 kHz'den daha düşük anahtarlama frekansına sahip inverter uygulamaları için kullanılır. (2) MOSFET'ler, anahtarlama frekansı 20 kHz'i aşan inverter uygulamaları için kullanılır
IGBT için arıza modları, belirli temel elektrik parametrelerinin bozulması (örneğin, kaçak akım, eşik voltajı) veya işlevsellik kaybı (kapatılamama) şeklindedir.
Güç invertörü, genellikle araba akülerinden veya güneş panellerinden gelen doğru akım (DC) elektriğini alternatif akım (AC) elektriğine dönüştüren kullanışlı bir cihazdır - Bu makalede güç invertörü nedir, güç invertörü ne işe yarar ve ihtiyaçlarınız için en iyisini seçerken nelere dikkat etmelisiniz sorularının yanıtını bulacaksınız.
Güneş enerjisi sisteminin etkinliğini ve kullanım verimliliğini destekleyen önemli bir faktör de invertördür. İnvertör nedir? Bir invertör ne kadar dayanır? İnvertörümün ömrünü hangi faktörler etkileyebilir? Bu makale aradığınız bilgileri içermektedir.
İnvertör, DC elektriği AC elektriğe dönüştürerek güneş panelleri veya bataryalar gibi DC kaynakların AC cihazlara güç vermesini sağlayan bir cihazdır.
