IGBT transistörleri ile güçkaynağı uygulanması

[guclusat]

Makalede, MC34072MTTBG/MC33072DR2G op-amp ve DG20X06T2 IGBT transistör üzerinde 28 V çıkış voltajı ve 9 A'ya kadar akım sağlayan doğrusal bir dengeleyici açıklanmaktadır. Op-amp ve opto-simistör VOM160NT üzerindeki akım koruma eşiği yaklaşık 10 A'dır. Maksimum akımda yükteki çıkış voltajı dalgalanması yaklaşık 1 mV'dir (MC33072DR2G için 0,97 mV ve MC34072MTTBG için 1,12 mV) ve voltaj düşüşü en fazla 0,1 V'tur. Dengeleyici kartlarının şematik diyagramları, düzeni ve görünümü ile test sonuçları sunulmaktadır.

DG20X06T2 transistörünün IRFP4710 transistörüne göre tüm avantajlarını özetleyelim.

• Stabilizatörün olumsuz çalışma modunda (transistör ısıtıldığında yük bağlantısının kesilmesi) parazitik oluşumunu ortadan kaldıran, önemli ölçüde daha yüksek bir kapı-emitör eşik voltajı.
• Aynı çalışma süresi ve aynı akımda DG20X06T2 transistörünün IRFP4710'a göre daha az ısınması.
• DG20X06T2'nin daha küçük giriş kapasitansı, sonuçta daha düşük bir çıkış voltajı dalgalanmasına neden olur.
• DG20X06T2'nin maliyeti IRFP4710'dan önemli ölçüde daha düşüktür.

verilen devre şemasıyla karşılaştırıldığında, yalnızca iki değişiklik yapılmıştır: ilk olarak, IRFP4710 transistörü yerine DG20X06T2 transistörü kullanılmış ve ikinci olarak, ADA4522-2 yerine MC34072MTTBG/MC33072DR2G op-amp'leri kullanılmıştır. Bu devre [3]'te ayrıntılı olarak açıklandığı ve benzer şekilde çalıştığı için, ayrıntılı olarak açıklamanın bir anlamı yoktur. Dikkat edilmesi gereken tek şey op-amp pin numaralarıdır. MC33072DR2G op-amp'sinin pinleri diyagramda parantez içinde, MC34072MTTBG'nin pinleri ise parantezsiz gösterilmiştir.

 

[guclusat]

Bu konu ilgili geniş açıklamalar ve testler linkteki dergide anlatılmıştır.

 

[guclusat]

IGBT Transistör Teknolojisi ile Yüksek Güçlü SMPS Tasarımı​

Merhaba değerli uydudoktoru.com üyeleri,

Güç elektroniğinde "ağır siklet" aşamasına geçiyoruz. MOSFET'lerin yetersiz kaldığı yüksek voltaj ve yüksek akım kombinasyonlarında (Örn: İndüksiyon ısıtıcılar, büyük inverterler, yüksek güçlü laboratuvar kaynakları) devreye IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) girer. Bugün bu komponentlerin güç kaynaklarında nasıl uygulanacağını teknik detaylarıyla inceliyoruz.

Neden MOSFET Değil de IGBT?​

IGBT'ler, giriş katında bir MOSFET gibi "Voltaj Kontrollü" sürülürken, çıkış katında bir BJT gibi davranarak çok yüksek akımları çok düşük voltaj düşümüyle iletebilirler.

• Yüksek Voltaj Dayanımı: 600V, 1200V ve üzeri gerilimlerde MOSFET'lere göre çok daha stabildirler.
• Termal Kararlılık: Yüksek güç altında ısınma eğilimleri, doğru sürücü devresiyle (Driver) kontrol edilebilir düzeydedir.

Uygulamada Dikkat Edilmesi Gereken Kritik Noktalar:​

1. Sürücü Devresi (Gate Driver): IGBT'lerin "Gate" kapasitansı yüksektir. Bu yüzden onları hızlıca açıp kapatmak için IR2110 veya TLP250 gibi güçlü akım basabilen sürücü entegreleri kullanılmalıdır. Zayıf sürüş, transistörün "Linear" bölgede kalarak anında yanmasına sebep olur.
2. Ölü Zaman (Dead-Time): Yarım köprü (Half-Bridge) veya Tam köprü (Full-Bridge) tasarımlarında, üst ve alt IGBT'nin aynı anda iletime geçmesini önlemek için PWM sinyalinde mutlaka yeterli "Dead-Time" bırakılmalıdır.
3. Snubber Devresi: IGBT'ler kapatıldığında (Turn-off), hat endüktansından kaynaklanan yüksek voltaj pikleri (Spike) oluşur. Transistörü korumak için kollektör-emitör arasına hızlı diyot ve yüksek voltajlı kondansatörden oluşan bir Snubber devresi eklemek hayati önem taşır.

Soğutma ve Montaj:​

IGBT'ler yüksek güç anahtarladıkları için oluşan ısıyı hızla tahliye etmek gerekir. Büyük alüminyum soğutucular, termal macun ve mümkünse yüksek devirli fanlar ile desteklenmiş aktif soğutma sistemleri tercih edilmelidir.