بازم سلام
اولین قطعه ای که در این بخش بررسی میکنیم قطعه ی معروف و محکوم IGBT هست که متاسفانه خیلی از دوستان نحوه ی کار با اون رو نمیدونن .
در مورد IGBT در کتب مختلف روایات تئوری متعددی نقل شده که شما میتونید اونا رو در کتبی مثل الکترونیک صنعتی رشید و
... مشاهده کنید .
قطعه ی IGBT دارای سه پایه ی گیت و کلکتور و امیتر هست ، سادهترین مداری که میتونیم با IGBT ببندیم مدار زیر هست ، با این مدار میشه علاوه بر تست IGBT نحوه ی عمل کرد اون رو هم مشاهده کرد :
توجه داشته باشید که این مدار فقط برای تست IGBT یا مشاهده ی عمل کرد اون استفاده میشه ، از این مدار به هیچ عنوان نمیشه در کاربرد های عملی استفاده کرد .
رفع چند تا ابهام ( سوالاتی که دوستان معمولا مطرح میکنن و ممکن برای شما هم ایجاد بشه ):
1
هر IGBT دارای سه پارامتر مهم هست :
1- جریان مجاز : مقدار حداکثر جریانی هست که میتونه در دمای 25 درجه از کلکتور IGBT به سمت امیتر اون جاری بشه :
2-ولتاژ مجاز : مقدار حداکثر ولتاژی هست که میتونه بین کلکتور و امیتر در حالتی که IGBT خاموش هست قرار بگیره ( IGBT میتونه این ولتاژ رو قطع و وصل کنه )
3-توان مجاز : مقدار تقریبی حاصل ضرب جریان IC ( مقدار جریان عبوری از کلکتور به سمت امیتر ) در ولتاژ موجود بین پایه های کلکتور و امیتر . ( برای بدست آوردن مقدار توان باید ضرایبی نیز در فرمول VCE x Ic لحاظ بشه که میشه حاصل ضرب این ضرائب رو مقداری بین 0.7 تا 1 در نظر گرفت . )
همون که میدونید با بالا رفتن جریان Icمقدار VCE بالا میره . این رفتار رو میشه در منحنی به نام typical output Characteristic قطعه به ازای مقادیر مختلف ولتاژ گیت مشاهده کرد .
تصویر زیر رو ببنید :
توی این تصویر یه سری خط وجود داره ( که من دوتاش رو با رنگ نارنجی و سبز مشخص کردم ) این خطوط مشخص کننده ی مقدار ولتاژ اعمالی به گیت هست . به ازای هر مقدار ولتاژ گیت ، مقادیر جریان ic و vce متفاوت خواهد بود .
مثال :
در محور عمودی عدد 10 به توان یک رو پیدا کنید و خط مقابل اون رو دنبال کنید تا به خط سبز رنگ برسید . در این حالت ولتاژ تحریک قطعه ( Vge ) برابر با 10 ولت خواهد بود ، با عبور جریان 10 آمپر مقدار ولتاژ کلکتور امیتر برابر با 1.5 ولت خواهد بود و توان تلف شده بر روی قطعه برابر با 15 وات میشه ، یا با عبور جریان 20 امپر مقدار ولتاژکلکتور - امیتر برابر با 2.5 ولت میشه که توانی برابر با 50 وات بر روی قطعه افت میکنه . مقدار توان رابطه ی مستقیمی با دمای قطعه داره .
در کلیه قطعات الکترونیک مقدار توان قطعه یک مقدار مشخص داره ، مثلا توان قطعه ی ذکر شده 180 وات خواهد بود ( مقدار دقیق توان بایداز روی دیتا شیت خوانده شود ) در این حالت کاربر میتونه با استفاده از این قطعه جریان یک بار با حداکثر توان 9 کیلو وات رو درایو کنه .
حداکثر ولتاژ قابل تحمل عملا در فرمول توان دخالتی نداره ، این ولتاژ مشخص کننده ی حداکثر ولتاژ مجاز قابل تحمل پیوند های داخلی igbtهست ، اگه این ولتاژ از حد مجاز بیشتر بشه ، با نشن الکترون ها از کلکتور به امیتر پدیده ی بهمنی رخ میده و igbt میسوزه
******************************
عمده ترین دلیل سوختن igbt عدم طراحی دقیق مدارات درایور اون هست ، در صورتی که درایو به دقت طراحی بشه و همچنین igbt در توان مناسب کار کنه ، هیچ مشکلی برای اون بوجود نمی یاد ، من شخصا از igbt های 1200 ولت - 400 آمپر و 1200 ولت و 30 آمپر و 1200 ولت و 125 آمپر برای درایو کردن موتور های به ترتیب 120کیلو وات ، 10 کیلو وات و 40 کیلو وات استفاده کردم و تاکنون هم مشکلی با اونا نداشتم .
**************************
با استفاده از igbt میشه کار های زیر رو انجام داد :
مقدار موثر یک ولتاژ dc رو کنترل کرد . که این خودش کلی کار هست .