In dit artikel leren we u over Insulated Gate Bipolar Transistors (IGBT’s), inclusief hun functie, veelvoorkomende problemen en meettechnieken. Daarnaast zullen we onderzoeken of MOSFET’s kunnen worden gebruikt als alternatief voor IGBT’s.
Wat is een IGBT-kaart?
Een IGBT-kaart, ook wel IGBT-module of IGBT-stuurprogrammakaart genoemd, is een onderdeel dat in de vermogenselektronica wordt gebruikt om meerdere IGBT-transistors te huisvesten en te beheren. Deze kaart integreert IGBT’s en gerelateerde circuits om elektronische systemen met hoog vermogen efficiënt te besturen. Het wordt vaak gebruikt in toepassingen die hoge schakelfrequenties en een hoog vermogen vereisen, zoals omvormers, motoraandrijvingen en voedingen.
Wat is IGBT en wat is het gebruik ervan?
IGBT staat voor Insulated Gate Bipolar Transistor. Het is een halfgeleiderapparaat dat de hoge ingangsimpedantie van een veldeffecttransistor (FET) combineert met de lage spanningsval en het hoge stroomverwerkingsvermogen van een bipolaire transistor. IGBT’s worden voornamelijk gebruikt bij:
- Stroomomvormers: DC naar AC omzetten in toepassingen zoals omvormers voor zonne-energie en ononderbroken stroomvoorzieningen (UPS).
- Motordrives: regeling van de snelheid en het koppel van elektromotoren in verschillende industriële toepassingen.
- Schakelaarcircuits: omgaan met schakelaars met hoog vermogen in toepassingen zoals lassen en inductieverwarming.
- Hoogfrequente toepassingen: efficiënt energiebeheer in apparaten die op hoge frequenties werken.
Waarom gaat IGBT kapot?
IGBT’s kunnen door verschillende factoren kapot gaan:
- Overspanning: Het overschrijden van de maximale spanning kan defecten en defecten veroorzaken.
- Overstroom: Overmatige stroom kan leiden tot oververhitting en schade aan de IGBT.
- Thermische stress: Onvoldoende koeling of hoge omgevingstemperaturen kunnen leiden tot oververhitting en storingen.
- Problemen met poortaandrijving: Onjuiste poortaandrijfsignalen of spanningspieken kunnen leiden tot storingen of schade.
- Schakelspanning: Hoge schakelfrequenties of hoge dV/dt (snelheid van spanningsverandering) kunnen het apparaat belasten en tot defecten leiden.
Hoe IGBT meten?
Het meten van een IGBT omvat het controleren van de operationele parameters ervan om een goede werking te garanderen:
- Gate-Collector Voltage (V_GC): Meet de spanning tussen de gate- en collectorterminals.
- Collector-Emitter-spanning (V_CE): Meet de spanningsval tussen de collector- en emitterterminals wanneer de IGBT is ingeschakeld.
- Gate-Emitter Voltage (V_GE): Meet de spanning tussen de gate- en emitterterminals.
- Collectorstroom (I_C): Meet de stroom die door de collector vloeit wanneer de IGBT geleidt.
- Schakelgedrag: controleer de juiste schakelkarakteristieken en responstijden met behulp van een oscilloscoop.
Kan MOSFET worden gebruikt in plaats van IGBT?
MOSFET’s (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistors) kunnen soms worden gebruikt in plaats van IGBT’s, maar ze hebben andere kenmerken:
- MOSFET’s zijn over het algemeen beter voor toepassingen die hoge schakelfrequenties en lagere spanningen vereisen vanwege hun lage poortaandrijfvereisten en snelle schakeltijden.
- IGBT’s hebben de voorkeur voor toepassingen met hoge spanning en hoge stroomsterkte vanwege hun vermogen om hogere vermogensniveaus aan te kunnen en lagere geleidingsverliezen bij hoge spanningen.
Samenvattend: hoewel MOSFET’s en IGBT’s overlappende toepassingen hebben, hangt de keuze tussen beide af van specifieke vereisten zoals spanning, stroom en schakelfrequentie.
We hopen dat dit artikel u heeft geholpen meer te weten te komen over IGBT’s, hun gebruik, mogelijke problemen en hoe ze zich verhouden tot MOSFET’s.
