www.wikidata.uk-ua.nina.az
Cya stattya mistit perelik posilan ale pohodzhennya tverdzhen u nij zalishayetsya nezrozumilim cherez praktichno povnu vidsutnist vnutrishnotekstovih dzherel vinosok Bud laska dopomozhit polipshiti cyu stattyu peretvorivshi dzherela z pereliku posilan na dzherela vinoski u samomu teksti statti IGBT angl insulated gate bipolar transistor ukr bipolyarnij tranzistor z izolovanim zatvorom trielektrodnij silovij napivprovidnikovij prilad sho poyednuye dva tranzistori v odnij napivprovidnikovij strukturi bipolyarnij utvoryuye silovij kanal i polovij utvoryuye kanal upravlinnya Vikoristovuyetsya v osnovnomu yak potuzhnij elektronnij klyuch v impulsnih dzherelah zhivlennya invertorah v sistemah upravlinnya elektrichnimi privodami Priklad grafichnogo poznachennya IGBT tranzistora na principovih elektrichnih shemah Kaskadne vklyuchennya tranzistoriv dvoh riznih tipiv dozvolyaye poyednuvati yih perevagi v odnomu priladi vihidni harakteristiki bipolyarnogo velika dopustima robocha napruga j opir vidkritogo kanalu proporcijno strumu a ne kvadratu strumu yak u polovih i vhidni harakteristiki polovogo minimalni vitrati na keruvannya Keruyuchij elektrod nazivayetsya zatvorom yak u polovogo tranzistora dva inshih elektrodi emiterom i kolektorom yak u bipolyarnogo U deyakih vipadkah tranzistori cogo tipu docilno vstanovlyuvati na zvaryuvalni invertori U nih voni zaminyuyut zvichajni polovi tranzistori MDP tranzistori Kaskadne vvimknennya 2 tranzistoriv IGBT Zmist 1 Istoriya 2 Struktura IGBT tranzistora ta jogo harakteristiki 3 Rozrahunok IGBT tranzistora 4 Zastosuvannya 5 Posilannya 6 Div takozhIstoriya RedaguvatiDo 1990 h rokiv yak silovi napivprovidnikovi priladi krim tiristoriv vikoristovuvalisya bipolyarni tranzistori Yihnya efektivnist bula obmezhena kilkoma nedolikami neobhidnist velikogo strumu bazi dlya vklyuchennya nayavnist strumovogo hvosta pri zamikanni oskilki strum kolektora ne spadaye mittyevo pislya znyattya strumu upravlinnya z yavlyayetsya opir v lancyuzi kolektora i tranzistor nagrivayetsya zalezhnist parametriv vid temperaturi nbsp Ris 3 IGBT modul dlya naprugi do 900 V ta sili strumu do 30 A Napruga nasichennya lancyuga kolektor emiter takozh obmezhuye minimalnu robochu naprugu Z poyavoyu polovih tranzistoriv vikonanih za tehnologiyeyu MON angl MOSFET situaciya zminilasya Na vidminu vid bipolyarnih polovi tranzistori mayut taki harakteristiki kerovani ne strumom a naprugoyu yihni parametri ne tak silno zalezhat vid temperaturi yihnya robocha napruga teoretichno ne maye nizhnoyi mezhi zavdyaki vikoristannyu bagatokomirkovih NVIS mayut nizkij opir kanalu menshe milioma mozhut pracyuvati v shirokomu diapazoni strumiv vid miliamperiv do soten amper mayut visoku chastotu peremikannya sotni kilogerciv i bilshe Polovi MON tranzistori metal oksid napivprovidnik legko keruyutsya sho vlastivo tranzistoram z izolovanim zatvorom i mayut vbudovanij diod vitoku dlya obmezhennya vipadkovih vikidiv strumu Tipovi zastosuvannya cih tranzistoriv riznomanitni impulsni peretvoryuvachi naprugi z visokimi robochimi chastotami i navit audiopidsilyuvachi tak zvanogo klasu D Pershij promislovij zrazok bipolyarnogo tranzistora z izolovanim zatvorom BTIZ buv zapatentovanij International Rectifier v 1983 roci Piznishe v 1985 roci buv rozroblenij bipolyarnij tranzistor z izolovanim zatvorom BTIZ z povnistyu ploskoyu strukturoyu bez V kanalu i vishimi robochimi naprugami Jogo strukturu pokazano na risunku 4 Ce stalosya majzhe odnochasno v laboratoriyah firm General Electric v misti Skenektadi shtat Nyu Jork i v RCA v Prinstoni Nyu Dzhersi Spochatku pristrij nazivali COMFET GEMFET abo IGFET Potim prijnyali suchasnu nazvu IGBT Pershi BTIZ ne nabuli poshirennya cherez taki nedoliki yak povilne peremikannya i nizka nadijnist Druge 1990 ti roki i tretye suchasne pokolinnya BTIZ v cilomu pozbulisya cih vad BTIZ poyednuye perevagi dvoh osnovnih vidiv tranzistoriv visokij vhidnij opir nizkij riven kerivnoyi potuzhnosti vid polovih tranzistoriv z izolovanim zatvorom nizke znachennya zalishkovoyi naprugi u vklyuchenomu stani vid bipolyarnih tranzistoriv mali vtrati u vidkritomu stani pri velikih strumah ta visokih naprugah harakteristiki peremikannya i providnist bipolyarnogo tranzistora upravlinnya yak u MON naprugoyu Diapazon vikoristannya elektrichnih parametriv takih tranzistoriv vid desyatkiv do 1200 amperiv za strumom vid soten voltiv do 10 kV za naprugoyu V diapazoni strumiv do desyatkiv amperiv i naprug do 500 V docilno zastosovuvati zvichajni MOP MDN tranzistori a ne BTIZ oskilki pri nizkij napruzi polovi tranzistori mayut menshij opir Struktura IGBT tranzistora ta jogo harakteristiki RedaguvatiYak vidno zi strukturnoyi shemi IGBT tranzistora ris 4 ce dosit skladnij prilad v yakomu tranzistor tipu r n r keruyetsya MON tranzistorom z kanalom tipu n Kolektor IGBT tranzistora na ekvivalentnij shemi ris 5 ye emiterom tranzistora VT4 Pri podachi pozitivnoyi naprugi na zatvor u tranzistora VT1 z yavlyayetsya elektroprovidnij kanal Cherez nogo emiter tranzistora IGBT kolektor tranzistora VT4 z yednuyetsya z bazoyu tranzistora VT4 nbsp Ris 5 Ekvivalentna shema IGBT tranzistoraCe prizvodit do togo sho vin povnistyu vimikayetsya i padinnya naprugi mizh kolektorom tranzistora IGBT i jogo emiterom staye rivnim padinnyu naprugi na emiternomu perehodi tranzistora VT4 pidsumovanim z padinnyam naprugi Usi na tranzistori VT1 U zv yazku z tim sho padinnya naprugi na r n perehodi zmenshuyetsya zi zbilshennyam temperaturi padinnya naprugi na vidkritomu IGBT tranzistori v pevnomu diapazoni strumiv maye negativnij temperaturnij koeficiyent yakij staye pozitivnim pri velikomu strumi Pri zbilshenni naprugi prikladenogo do tranzistora IGBT zbilshuyetsya strum kanalu yakij viznachaye strum bazi tranzistora VT4 pri comu padinnya naprugi na IGBT tranzistori zmenshuyetsya nbsp Ris 6 Shema zamishennya ta vihidni harakteristiki IGBT Pri zamikanni tranzistora VT1 strum tranzistora VT4 staye malim sho dozvolyaye vvazhati jogo zamknenim Dodatkovi shari vvedeni dlya viklyuchennya rezhimiv roboti harakternih dlya tiristoriv koli vidbuvayetsya lavinnij probij Bufernij shar n i shiroka bazova oblast n zabezpechuyut zmenshennya koeficiyenta posilennya za strumom p n p tranzistora Zagalna kartina vvimknennya ta vimikannya tranzistora dosit skladna tak yak vidbuvayetsya zmina ruhlivosti nosiyiv zaryadu koeficiyentiv peredachi strumu tranzistoriv zmini oporiv oblastej ta in Hocha v principi IGBT tranzistori mozhut buti vikoristani dlya roboti v linijnomu rezhimi ale v osnovnomu yih zastosovuyut v klyuchovomu rezhimi nbsp Ris 7 Zmina padinnya naprugi Uke i strumu Ic IGBT tranzistoraDoslidzhennya pokazali sho dlya bilshosti tranzistoriv tipu IGBT chas vvimknennya i vimknennya ne perevishuye 0 5 1 0 mks Dlya zmenshennya kilkosti dodatkovih zovnishnih komponentiv do skladu IGBT tranzistoriv vvodyat diodi abo vipuskayut moduli sho skladayutsya z dekilkoh komponentiv nbsp Ris 8 Umovni poznachennya moduliv na IGBT tranzistorah a MTKID b MTKI v M2TKI g MDTKIVidpovidno do risunku 8 umovni poznachennya moduliv na IGBT tranzistorah vklyuchayut bukvu M modul bezpotencijnij osnova izolovana 2 kilkist klyuchiv literi TKI bipolyarnij iz izolovanim zatvorom DTKI diod bipolyarnij tranzistor iz izolovanim zatvorom TKID bipolyarnij tranzistor z izolovanim zatvorom diod cifri 25 35 50 75 80 110 150 maksimalnij strum cifri 1 2 5 6 10 12 maksimalna napruga mizh kolektorom i emiterom Uke 100V Napriklad modul MTKID 75 17 maye Uke 1700 V I 2 75A Uke otk 3 5 V Pk max 625 Vt Rozrahunok IGBT tranzistora RedaguvatiVibir tranzistora provoditsya za nastupnimi umovami napriklad dlya peretvoryuvachiv naprugi z rezonansnim konturom Tranzistor povinen peremikatisya pri znachenni nulovogo strumu Forma strumu sinusoyidi shodo silovih klyuchiv povinna buti analogichna do vlasnoyi chastoti konturu i stanovit 100 kGc Amplituda strumu povinna vidpovidati serednij potuzhnosti napriklad 40 A do potuzhnist 2000 Vt Viznachennya maksimalnogo znachennya naprugi i maksimalnoyi chastoti peremikannya tranzistoriv za umovi sho plechi tranzistoriv povinni pracyuvati v protifazi Dlya pidboru drajvera IGBT tranzistora keruyutsya parametrami keruvannya zatvora neobhidnogo dlya procesu komutaciyi vidmikannya i zamikannya silovogo napivprovidnika Dlya viznachennya potuzhnosti upravlinnya Pdrv potribno znati velichinu zaryadu zatvora Qgate chastotu komutaciyi Fin i realnij zamiryanij rozmah naprugi na vihodi drajvera DVgate P d r v Q g a t e F i n D U g a t e displaystyle Pdrv Qgate Fin Delta Ugate nbsp Formula zaryadu zatvoru Q g a t e I o u t d t displaystyle Qgate int Iout dt nbsp de chas integruvannya povinnij ne perevishuvati chas upravlinnya vihidnih naprug drajvera do yih ostatochnih pokaznikiv Vibir maksimalnoyi velichini strumu keruvannya zatvorom viznachayetsya za sproshenoyu formuloyu I o u t o r d e r U g a t e R g a t e m i n displaystyle Iout order Ugate Rgate min nbsp Zastosuvannya RedaguvatiOsnovne zastosuvannya BTIZ ce invertori impulsni regulyatori strumu chastotno regulovani privodi Shiroke zastosuvannya BTIZ znajshli v dzherelah zvaryuvalnogo strumu v upravlinni silovim elektroprivodom v tomu chisli na miskomu elektrichnomu transporti Zastosuvannya BTIZ moduliv v sistemah upravlinnya tyagovimi dvigunami dozvolyaye u porivnyanni z tiristornimi pristroyami zabezpechiti visokij KKD visoku plavnist hodu mashini i mozhlivist zastosuvannya rekuperativnogo galmuvannya praktichno na bud yakij shvidkosti BTIZ zastosovuyut pri roboti z visokimi naprugami bilshe 1000 V visokoyu temperaturoyu ponad 100 C i visokoyu vihidnoyu potuzhnistyu bilsh 5 kVt BTIZ vikoristovuyutsya v shemah keruvannya dvigunami pri robochij chastoti menshe 20 kGc dzherelah bezperebijnogo zhivlennya z postijnim navantazhennyam i nizkoyu chastotoyu i zvaryuvalnih aparatah de potriben velikij strum i nizka chastota do 50 kGc BTIZ i MON zajmayut diapazon serednih potuzhnostej i chastot chastkovo perekrivayuchi odin odnogo U zagalnomu vipadku dlya visokochastotnih nizkovoltnih kaskadiv najbilsh pidhodyat MON a dlya visokovoltnih potuzhnih BTIZ U deyakih vipadkah BTIZ i MON povnistyu vzayemozaminni cokolovka priladiv i harakteristiki keruyuchih signaliv oboh pristroyiv zazvichaj odnakovi BTIZ i MON vimagayut 12 15 V dlya povnogo vklyuchennya i ne potrebuyut negativnoyi naprugi dlya viklyuchennya Ale kerovanij naprugoyu ne oznachaye sho shemi keruvannya ne potribno dzherelo strumu Zatvor BTIZ abo MON dlya keruyuchoyi shemi ye kondensatorom z velichinoyu yemnosti sho dosyagaye tisyach pikofarad dlya potuzhnih pristroyiv Drajver zatvora povinen buti zdatnim shvidko zaryadzhati i rozryadzhati cyu yemnist shob garantuvati shvidke peremikannya tranzistora Posilannya RedaguvatiSilovi bipolyarni tranzistori z izolovanim zatvorom IGBT Arhivovano 19 listopada 2010 u Wayback Machine K D Rogachyov ros IGBT chi MOSFET Optimalnij vibir Arhivovano 11 travnya 2013 u Wayback Machine E Duplyakin Elektronnye komponenty 2000 1 ros Vstanovlennya modulya IGBT na tramvaj Tatra KT4 107 naukovimi spivrobitnikami Tallinnskogo tehnichnogo univeru Arhivovano 13 veresnya 2007 u Wayback Machine est Tehnichni dani IGBT modulyu dlya tramvayu Tatra KT4 Arhivovano 13 veresnya 2007 u Wayback Machine est Tranzistor IGBT princip raboty struktura osnovnye harakteristiki Arhivovano 11 sichnya 2018 u Wayback Machine Tranzistor IGBT Arhivovano 11 sichnya 2018 u Wayback Machine Div takozh RedaguvatiVikishovishe maye multimedijni dani za temoyu IGBTTyagovij peretvoryuvach Bipolyarnij tranzistor Elektrotransport Roz yednuvach Chastotno regulovanij privid nbsp Ce nezavershena stattya pro elektroniku Vi mozhete dopomogti proyektu vipravivshi abo dopisavshi yiyi Otrimano z https uk wikipedia org w index php title IGBT amp oldid 40262177