IGBT nasıl kontrol edilir?

Bu yazıda size IGBT’leri nasıl kontrol edeceğinizi, onları anahtar olarak nasıl kullanacağınızı, işlevlerini nasıl test edeceğinizi, invertörlere nasıl uygulayacağınızı ve negatif voltajla davranışlarını nasıl anlayacağınızı öğreteceğiz. Sonunda, IGBT’lerle çalışmanın pratik yönlerine dair sağlam bir anlayış kazanacaksınız.

IGBT Nasıl Kontrol Edilir?

Bir IGBT’nin (Yalıtımlı Kapı Bipolar Transistörü) kontrol edilmesi, kapı terminalinin bir voltaj kaynağı ile yönetilmesini içerir. Bir IGBT’yi kontrol etmenin temel adımları şunlardır:

1. Geçit Gerilimi Uygulaması: IGBT’yi açmak için genellikle 10V ile 20V arasında pozitif bir geçit gerilimi uygulayın. Bu voltaj, akımın kollektör ve emitör arasında akmasına izin veren bir elektrik alanı yaratır.
2. Gate Sürücü Devresi: IGBT’yi açıp kapatmak için gerekli voltajı sağlamak için bir kapı sürücüsü gereklidir. Kapı kapasitansının şarj edilmesini ve boşaltılmasını yönetir. Tipik olarak, IGBT’yi açmak için +15V’luk bir voltaj, düzgün şekilde kapanmasını sağlamak için ise hafif bir negatif voltaj (-5V gibi) kullanılır.
3. Kapatma İşlemi: IGBT’yi kapatmak için kapı voltajını sıfıra veya negatif bir değere düşürmeniz gerekir. Kapı sürücüsü bunu başarmak için genellikle kapı kapasitansını boşaltır.
4. Koruma: IGBT’yi kontrol ederken, onu voltaj yükselmelerinden ve aşırı akımlardan korumak için koruma devreleri kullanmak önemlidir. Söndürücü devreler, kenetleme diyotları veya akım sınırlama sistemi genellikle çalışma sırasında güvenilirliği artırmak için kullanılır.

IGBT Anahtar Olarak Nasıl Kullanılır?

IGBT’yi anahtar olarak kullanmak için şu adımları izleyin:

1. Kapı Kontrolü: IGBT’ler voltaj kontrollü cihazlardır, dolayısıyla kapı voltajı anahtarlamanın anahtarıdır. Anahtarı AÇIK konuma getirmek için bir kapı voltajı (+15V civarında) uygulayın ve akımın kollektör ile verici arasında akmasını sağlayın.
2. Kapatma Kontrolü: IGBT’yi kapatmak ve akım akışını durdurmak için, geçit voltajını sıfıra düşürün veya negatif bir geçit voltajı uygulayın (-5V veya benzeri).
3. Devrelerde Anahtarlama: IGBT’ler yüksek güçlü anahtarlama uygulamalarında kullanım için idealdir. DC devrelerinde IGBT, giriş kapısı sinyallerine göre akımı açar ve kapatır. AC devrelerinde IGBT, alternatif akımları yönetmek için daha karmaşık bir düzenlemenin parçası olabilir.
4. Anahtarlama Hızı: IGBT’ler, MOSFET’lere kıyasla daha yavaş geçiş yapar, bu da onları özellikle güç dönüşümü ve motor kontrolünde düşük ve orta frekanslı uygulamalar için uygun kılar.

IGBT Nasıl Kontrol Edilir?

Bir IGBT modülünü test etmek için şu adımları izleyin:

1. Görsel İnceleme: Yanmış alanlar, çatlaklar veya gevşek bağlantılar gibi herhangi bir hasar belirtisi olup olmadığına dair fiziksel bir kontrolle başlayın.

Multimetre ile

2. Diode Testi:
   • Kolektör-Verici Bağlantısı: Multimetreyi diyot moduna ayarlayın ve pozitif ucu kolektöre, negatif ucu ise emitöre yerleştirin. Sağlıklı bir IGBT yüksek direnç değeri göstermelidir.
   • Kapı-Verici Kavşağı: Pozitif ucu kapıya ve negatif ucu yayıcıya yerleştirin. Küçük bir voltaj düşüşü görmelisiniz (genellikle 0,6-1V). Bu yoksa veya sıfır okuyorsa IGBT kapısı hasar görmüş olabilir.
3. Gate Şarj Testi: Geçide küçük bir voltaj (15V civarında) uygulayın ve toplayıcı ile verici arasındaki akım akışını izleyin. IGBT geçiş yapmazsa veya takılı kalırsa arızalı olabilir.
4. IGBT Test Cihazı: Daha kapsamlı testler için, geçit eşik voltajını, akım kazancını ve diğer performans parametrelerini kontrol etmek için bir IGBT test cihazı kullanılabilir.

İnvertörde IGBT Nasıl Kullanılır?

IGBT’ler, özellikle motor sürücüleri ve yenilenebilir enerji sistemleri gibi yüksek güçlü uygulamalarda, invertörlerin tasarımında çok önemli bir rol oynamaktadır. İşte nasıl kullanıldıkları:

1. Temel Yapılandırma: Bir invertörde, IGBT’ler DC’yi AC’ye dönüştürmek için bir köprü konfigürasyonunda (genellikle bir H köprüsü) düzenlenir. IGBT’lerin değiştirilmesi çıkış dalga biçimini kontrol eder.
2. Anahtarlama Kontrolü: Her IGBT’nin kapısı, darbe genişlik modülasyonu (PWM) sinyalleriyle kontrol edilir. Bu sinyaller IGBT’leri açık ve kapalı durumları arasında değiştirerek DC girişinden istenilen AC dalga formunu oluşturur.
3. Yüksek Verimlilik: IGBT’lerin düşük iletim kaybı ve yüksek akım kapasitesi, onları verimlilik ve performansın çok önemli olduğu yüksek güçlü invertörler için çok uygun kılar.
4. İnvertörlerde Koruma: İnverterlerdeki IGBT’ler kısa devrelere, voltaj dalgalanmalarına ve aşırı akıma karşı koruma gerektirir. Sönümleyiciler ve geçit dirençleri gibi koruma devreleri, çalışma sırasındaki arızaları önlemek için tipik olarak tasarıma entegre edilir.

IGBT Negatif Gerilimi Engelleyebilir mi?

IGBT’ler genellikle negatif voltajları engelleyecek şekilde tasarlanmamıştır. Kapı kapalıyken kollektör ve emitör arasındaki pozitif gerilimleri bloke edebilirler ancak negatif voltajın bloke edilmesi için harici bir diyot veya özel devre tasarımı gerekebilir.

1. Bloklama Özelliği: IGBT yapısı, kapı aktif olmadığında kolektör ve emitör arasındaki ileri voltajı bloke etmesini sağlar. Ancak ters veya negatif gerilimleri engelleyemez.
2. Koruma: Uygulamanız negatif voltaj içeriyorsa, cihaza zarar verebilecek ters voltajdan korumak için IGBT ile birlikte bir serbest diyot veya anti-paralel diyot kullanmalısınız.

Bu açıklamanın size IGBT’lerin nasıl kontrol edileceği, kullanılacağı ve test edileceği ve invertörler gibi çeşitli güç uygulamalarında nasıl çalıştıkları konusunda net bir anlayış sağladığını umuyoruz. Bu makalenin IGBT’ler ve yetenekleri hakkındaki bilginizi geliştirmenize yardımcı olacağına inanıyoruz.