Neste artigo, ensinaremos sobre transistores bipolares de porta isolada (IGBTs), incluindo sua função, problemas comuns e técnicas de medição. Além disso, exploraremos se os MOSFETs podem ser usados como alternativas aos IGBTs.
O que é um cartão IGBT?
Uma placa IGBT, também conhecida como módulo IGBT ou placa de driver IGBT, é um componente usado em eletrônica de potência para abrigar e gerenciar vários transistores IGBT. Esta placa integra IGBTs e circuitos relacionados para controlar eficientemente sistemas eletrônicos de alta potência. É comumente usado em aplicações que exigem altas frequências de comutação e alta potência, como inversores, acionamentos de motores e fontes de alimentação.
O que é IGBT e para que serve?
IGBT significa Transistor Bipolar de Porta Isolada. É um dispositivo semicondutor que combina a alta impedância de entrada de um transistor de efeito de campo (FET) com a baixa queda de tensão e a capacidade de manipulação de alta corrente de um transistor bipolar. IGBTs são usados principalmente em:
- Inversores de energia: conversão de CC em CA em aplicações como inversores solares e fontes de alimentação ininterrupta (UPS).
- Motor Drives: Controlando a velocidade e o torque de motores elétricos em diversas aplicações industriais.
- Circuitos de comutação: Manuseio de interruptores de alta potência em aplicações como soldagem e aquecimento por indução.
- Aplicações de alta frequência: gerenciamento eficiente de energia em dispositivos que operam em altas frequências.
Por que o IGBT quebra?
Os IGBTs podem quebrar devido a vários fatores:
- Sobretensão: Exceder a classificação de tensão máxima pode causar quebra e falha.
- Sobrecorrente: Corrente excessiva pode causar superaquecimento e danos ao IGBT.
- Estresse térmico: O resfriamento inadequado ou altas temperaturas ambientes podem causar fuga térmica e falha.
- Problemas de acionamento de portão: Sinais de acionamento de portão inadequados ou picos de tensão podem causar mau funcionamento ou danos.
- Estresse de comutação: Altas frequências de comutação ou alta dV/dt (taxa de mudança de tensão) podem sobrecarregar o dispositivo e levar à quebra.
Como medir o IGBT?
Medir um IGBT envolve verificar seus parâmetros operacionais para garantir o funcionamento adequado:
- Tensão do Coletor de Porta (V_GC): Meça a tensão entre os terminais da porta e do coletor.
- Tensão Coletor-Emissor (V_CE): Meça a queda de tensão entre os terminais coletor e emissor quando o IGBT estiver ligado.
- Tensão do portão-emissor (V_GE): Meça a tensão entre os terminais do portão e do emissor.
- Corrente do Coletor (I_C): Meça a corrente que flui através do coletor quando o IGBT está conduzindo.
- Comportamento de comutação: verifique as características de comutação e os tempos de resposta adequados usando um osciloscópio.
O MOSFET pode ser usado em vez do IGBT?
MOSFETs (transistores de efeito de campo semicondutores de óxido metálico) às vezes podem ser usados em vez de IGBTs, mas eles têm características diferentes:
- MOSFETs são geralmente melhores para aplicações que exigem altas frequências de comutação e tensões mais baixas devido aos seus baixos requisitos de acionamento de porta e tempos de comutação rápidos.
- IGBTs são preferidos para aplicações de alta tensão e alta corrente devido à sua capacidade de lidar com níveis de potência mais elevados e menores perdas de condução em altas tensões.
Em resumo, embora os MOSFETs e os IGBTs tenham aplicações sobrepostas, a escolha entre eles depende de requisitos específicos como tensão, corrente e frequência de comutação.
Esperamos que este artigo tenha ajudado você a aprender sobre os IGBTs, seus usos, possíveis problemas e como eles se comparam aos MOSFETs.
