Nútíma einangruð hliðhvarfskautar smára (Igbts) er oft sent sem spennustýrð geðhvarfasýki með málmoxíð hálfleiðara (MOS)-eins inntakseinkenni og geðhvarfasýki. Innleiðing IGBT hefur gert rafeindatæknimönnum kleift að uppskera bæði Power MOS Field-Effect Transistor (MOSFET) og litla merkis tvíhverfa smári (BJT) sem einn stykki af vélbúnaði sem sameinar virkni MOSFET og BJT íhluta. Uppbyggingin sameinar einfalda hliðarknúinn einkenni MOSFETs við hástraum og lágþrýstingsspennu getu geðhvarfasýkinga.
Hugtakið „einangrað hlið“ lýsir mikilli inntak viðnám inntaks MOSFET þar sem það notar spennuna við hliðarstöðina frekar en utanaðkomandi framboð. Hugtakið „geðhvarfasýki“ lýsir framleiðsla BJT, þar sem straumur rennur um tvo hleðslufyrirtæki: rafeindir og göt. Vegna þessa er það fær um að stjórna gríðarlegum straumum og spennu með aðeins smá merkisspennu. IGBT er spennustýrt tæki vegna blendinga smíði.
Gildi IGBTs í rafeindatækni
Power Electronics finnur víðtæka notkun fyrir IGBT, sérstaklega í púlsbreiddar mótun (PWM) servó og þriggja fasa drif sem kalla á nákvæma stjórn á fjölmörgum hraða með lágmarks bakgrunnshljóð. Einnig er hægt að nota þessi tæki í rafrásum sem þurfa tíðar skiptingu, svo sem órjúfanlegt aflgjafa (UPS) og skipt um aflgjafa (SMPS) kerfi.Igbteykur skilvirkni og dregur úr hávaða, sem gerir það að kraftmeiri flytjanda í inverter hringrásum í bifreiðum og vörubílum, svo og í iðnaðarmótorum og heimilistækjum eins og loftkælingum og ísskápum.
Að auki eru IGBTs einnig oft notaðir í endurnýjanlegum orkukerfum eins og sólar- og vindorku hvolfi, þar sem þeir hjálpa til við að umbreyta DC afl í AC til notkunar í heimilum og fyrirtækjum. Þeir geta séð um háspennu og straumstig, sem gerir þau tilvalin fyrir þessi forrit. Tæknin virkar alveg eins vel í resonant-mode breytirásum og örvunar eldavélum. IGBT sem eru fáanleg í atvinnuskyni eru með lágt tap og leiðnitap.
Algeng notkun IGBT
Við skulum taka dæmi um innleiðingarhitunarrás. Núllspennu rofi eða núllstraumur rofi er notaður við örvunarhitun til að lágmarka tap á skiptingu. IGBT eru oft ákjósanleg sem rofi hér vegna mikillar ómun spennu eða straums. Sérstaklega eru örbylgjuofnar, örvunar hrísgrjóna eldavélar og önnur örvunarbúnað öll möguleg vegna notkunar IGBT. Á sama hátt, í UPS kerfum, eru IGBTS fáanleg bæði í miðlungs og stórum afkastagetu (nokkrum KVA eða meiri afkastagetu), sem stuðla að bæði rýmissparnaði og mikilli skilvirkni.
Annað dæmi er spennuuppspretta breytir (VSC). IGBT eru með mikla spennu og straummat, sem gerir kleift að stjórna og sveigjanleika sem ekki er hægt að ná með thyristors. Notkun þeirra styður útfærslu á fjölþjóðlegum DC línum og erfiðleikarnir við að sía núverandi samhljóm á AC hlið breytisins minnkar með því að beita PWM og fjöllaga breytirtækni. Þar sem háspenna DC (HVDC) sem notar VSC er að verða útbreiddari við hærri spennu og strauma þökk sé hiklausri framgangi IGBT, koma DC línur fram sem aðlaðandi valkostur fyrir styttri línur þar sem þær gera ráð fyrir meiri stjórn á rennslisleiðum á netinu.
Ávinningur af IGBTs yfir BJT og MOSFET
Leiðni mótunin hefur í för með sér mjög lítið spennu í ríki og háum þéttleika í ríki. Þetta gerir kleift að lækka flísastærð og verð.
Inntak MOS hliðaskipulags veitir litla akstursgetu og beina akstursrás. Í miklum straum- og spennuforritum gerir þetta kleift að einfalda reglugerð en straumstýrð tæki.
Stórt öruggt rekstrarsvæði. Í samanburði við tvíhverfa smári er það miklu betra að stjórna straumi og reynist betri í bæði fram og öfugri hindrunargetu.
Niðurstaða
IGBT eru spennustýrð geðhvarfasýki með MOS-líkum inntakseinkennum og geðhvarfasýkingum, notuð í rafeindatækni eins og inverters, UPS, VSC og innleiðingarhitarásum. Í viðskiptalegum IGBT eru IGBT með lítið tap og leiðslutap og bjóða upp á marga kosti yfir BJT og MOSFET, svo sem litlum spennu í ríki, háum þéttleika í ríki, lítill akstursafl, einfaldari reglugerð, stórt öruggt starfssvæði og yfirburða framsóknargetu og öfugt hindrunargetu. Að auki hafa IGBTs hraðskreytandi hraða og eru færir um að meðhöndla hátt aflstig, sem gerir þau tilvalin til notkunar í rafeindatækniforritum eins og HVDC flutningskerfi.