En este artículo, le enseñaremos sobre los transistores bipolares de puerta aislada (IGBT), incluida su función, problemas comunes y técnicas de medición. Además, exploraremos si los MOSFET se pueden utilizar como alternativas a los IGBT.
¿Qué es una tarjeta IGBT?
Una tarjeta IGBT, también conocida como módulo IGBT o tarjeta de controlador IGBT, es un componente utilizado en electrónica de potencia para alojar y gestionar múltiples transistores IGBT. Esta tarjeta integra IGBT y circuitos relacionados para controlar sistemas electrónicos de alta potencia de manera eficiente. Se utiliza comúnmente en aplicaciones que requieren altas frecuencias de conmutación y alta potencia, como inversores, variadores de motor y fuentes de alimentación.
¿Qué es IGBT y para qué sirve?
IGBT significa Transistor bipolar de puerta aislada. Es un dispositivo semiconductor que combina la alta impedancia de entrada de un transistor de efecto de campo (FET) con la baja caída de voltaje y la capacidad de manejo de alta corriente de un transistor bipolar. Los IGBT se utilizan principalmente en:
- Inversores de energía: conversión de CC a CA en aplicaciones como inversores solares y sistemas de alimentación ininterrumpida (UPS).
- Accionamientos de motor: control de la velocidad y el par de motores eléctricos en diversas aplicaciones industriales.
- Circuitos de conmutación: manejo de interruptores de alta potencia en aplicaciones como soldadura y calentamiento por inducción.
- Aplicaciones de alta frecuencia: gestión eficiente de la energía en dispositivos que funcionan a altas frecuencias.
¿Por qué se estropea el IGBT?
Los IGBT pueden averiarse debido a varios factores:
- Sobretensión: Exceder el voltaje máximo puede causar averías y fallas.
- Sobrecorriente: una corriente excesiva puede provocar sobrecalentamiento y daños al IGBT.
- Estrés térmico: la refrigeración inadecuada o las altas temperaturas ambiente pueden provocar desbordamiento térmico y fallos.
- Problemas con el accionamiento de la puerta: las señales inadecuadas del accionamiento de la puerta o los picos de voltaje pueden provocar un mal funcionamiento o daños.
- Estrés de conmutación: Las frecuencias de conmutación altas o dV/dt (tasa de cambio de voltaje) alta pueden estresar el dispositivo y provocar una avería.
¿Cómo medir IGBT?
Medir un IGBT implica comprobar sus parámetros operativos para garantizar su correcto funcionamiento:
- Voltaje de puerta-colector (V_GC): Mida el voltaje entre los terminales de puerta y colector.
- Voltaje colector-emisor (V_CE): Mida la caída de voltaje entre los terminales del colector y del emisor cuando el IGBT está encendido.
- Voltaje puerta-emisor (V_GE): Mida el voltaje entre los terminales de puerta y emisor.
- Corriente del colector (I_C): mide la corriente que fluye a través del colector cuando el IGBT está conduciendo.
- Comportamiento de conmutación: verifique las características de conmutación y los tiempos de respuesta adecuados utilizando un osciloscopio.
¿Se puede utilizar MOSFET en lugar de IGBT?
A veces se pueden utilizar MOSFET (transistores de efecto de campo semiconductores de óxido metálico) en lugar de IGBT, pero tienen características diferentes:
- Los MOSFET son generalmente mejores para aplicaciones que requieren altas frecuencias de conmutación y voltajes más bajos debido a sus bajos requisitos de control de puerta y tiempos de conmutación rápidos.
- Los IGBT se prefieren para aplicaciones de alto voltaje y alta corriente debido a su capacidad para manejar niveles de potencia más altos y menores pérdidas de conducción a altos voltajes.
En resumen, si bien los MOSFET y los IGBT tienen aplicaciones superpuestas, la elección entre ellos depende de requisitos específicos como voltaje, corriente y frecuencia de conmutación.
Esperamos que este artículo le haya ayudado a conocer los IGBT, sus usos, sus posibles problemas y cómo se comparan con los MOSFET.
