¿Cómo comprobar el módulo IGBT?

Esta publicación cubre cómo verificar un módulo IGBT, además de explicar qué es un módulo IGBT, cómo controlarlo y las diferencias clave entre MOSFET e IGBT. Al final, tendrá un conocimiento profundo de estos temas y sabrá cómo probar y manejar IGBT de manera efectiva.

¿Cómo comprobar el módulo IGBT?

Para verificar un módulo IGBT (Transistor bipolar de puerta aislada), puede seguir estos pasos:

1. Inspección visual: antes de realizar cualquier prueba eléctrica, comience con una inspección visual del módulo. Busque signos de daños como quemaduras, grietas o corrosión. Verifique los terminales y conectores para asegurarse de que estén en buenas condiciones.
2. Prueba con multímetro:
   • Configure su multímetro en modo de prueba de diodos: Para realizar la verificación básica, coloque su multímetro en el modo de prueba de diodos.
   • Pruebe la unión colector-emisor: coloque el cable positivo del multímetro en el colector y el negativo en el emisor. En un buen IGBT, debería obtener una lectura de resistencia alta. Si muestra resistencia cero o baja, el IGBT está defectuoso.
   • Pruebe la unión puerta-emisor: coloque el cable positivo en la puerta y el negativo en el emisor. Una pequeña caída de voltaje (alrededor de 0,6 a 1 V) indica una puerta en buen estado. Una lectura abierta o cero podría significar que la puerta está dañada.
3. Prueba de carga de la puerta: aplique un voltaje pequeño (generalmente alrededor de 15 V) al terminal de la puerta y verifique si el IGBT cambia correctamente. Monitoree el flujo de corriente entre el colector y el emisor. Si el IGBT no cambia o se atasca en el estado ENCENDIDO o APAGADO, es posible que esté defectuoso.
4. Utilice un probador de IGBT: para obtener resultados más precisos, puede utilizar un probador de IGBT especializado que mida parámetros como el voltaje umbral, la ganancia de corriente y la corriente de fuga.

¿Qué es un módulo IGBT?

Un módulo IGBT es un dispositivo compacto que consta de múltiples transistores bipolares de puerta aislada y, a veces, incluye diodos libres u otros componentes. Los IGBT son dispositivos semiconductores que se utilizan principalmente para conmutación y amplificación en electrónica de potencia. La función principal del módulo es manejar cargas de corriente y alto voltaje de manera eficiente, lo que lo hace adecuado para diversas aplicaciones como motores, sistemas de energía renovable y sistemas de control industrial.

Los módulos IGBT combinan la alta impedancia de entrada de un MOSFET con la baja pérdida de energía en estado encendido de un BJT (transistor de unión bipolar), lo que resulta en una alta eficiencia y rápidas velocidades de conmutación. Estos módulos pueden diseñarse para soportar corrientes nominales desde unos pocos amperios hasta varios cientos de amperios, según la aplicación.

¿Cómo controlar los IGBT?

Controlar un IGBT implica accionar el terminal de la puerta con el voltaje adecuado. Los IGBT son dispositivos controlados por voltaje y así es como puede controlarlos:

1. Circuito de accionamiento de puerta: Se requiere un circuito de accionamiento de puerta para encender y apagar el IGBT. La compuerta de un IGBT debe cargarse y descargarse, generalmente con un voltaje de 15 V para encender el IGBT y alrededor de -5 V para apagarlo.
2. Proceso de encendido: Para encender el IGBT, aplique un voltaje positivo (generalmente entre 10 V y 20 V) al terminal de la puerta en relación con el emisor. Esto crea un campo eléctrico que abre un canal conductor entre el colector y el emisor, permitiendo que fluya la corriente.
3. Proceso de apagado: Para apagar el IGBT, el voltaje de la puerta debe reducirse a cero o ligeramente negativo. El controlador de puerta normalmente descarga la capacitancia de la puerta para lograr esto.
4. Circuitos de protección: durante la conmutación, un IGBT puede experimentar picos de voltaje y corriente excesiva. Por lo tanto, es común utilizar circuitos de protección como circuitos amortiguadores, diodos y limitadores de corriente para evitar daños durante el funcionamiento.

¿Cuál es la diferencia entre MOSFET e IGBT?

Aunque tanto los MOSFET como los IGBT se utilizan en electrónica de potencia para conmutar y controlar altos voltajes y corrientes, tienen algunas diferencias clave:

1. Principio de funcionamiento:
   • MOSFET: Un MOSFET (transistor de efecto de campo semiconductor de óxido metálico) es un dispositivo puramente impulsado por voltaje que funciona controlando el flujo de electrones a través de un canal entre sus terminales de drenaje y fuente.
   • IGBT: Un IGBT combina la alta impedancia de entrada del MOSFET y la capacidad de manejo de corriente del transistor bipolar. Es un dispositivo híbrido diseñado para manejar alto voltaje y alta corriente.
2. Velocidad de conmutación:
   • Los MOSFET conmutan más rápido que los IGBT, lo que los hace más adecuados para aplicaciones de alta frecuencia.
   • Los IGBT tienen velocidades de conmutación más lentas, pero son ideales para manejar grandes cargas de energía en aplicaciones de frecuencia baja a media.
3. Caída de voltaje en estado activo:
   • Los MOSFET tienen una caída de voltaje en estado encendido más baja a corrientes bajas, pero su resistencia aumenta con la corriente.
   • Los IGBT mantienen una caída de voltaje en estado relativamente constante, lo que los hace más eficientes para aplicaciones de alta corriente.
4. Aplicaciones:
   • Los MOSFET se utilizan en aplicaciones como convertidores CC-CC de bajo voltaje y en circuitos que requieren altas frecuencias de conmutación.
   • Los IGBT se utilizan comúnmente en aplicaciones de alta potencia, como motores, inversores de potencia y sistemas de control industrial.

Esperamos que este artículo le haya ayudado a aprender cómo comprobar, controlar y comprender los módulos IGBT, junto con las diferencias clave entre IGBT y MOSFET. Al aplicar este conocimiento, estará mejor equipado para trabajar con estos dispositivos en diversas aplicaciones de electrónica de potencia.