Transistor IGBT (Transistor bipolar de puerta aislada)
Conversores electrónicos de potencia
TOPOLOGIA
Las frecuencias de conmutación de los IGBT son de 20 kHz y 60 Hz. Esta técnica de
conmutación produce una señal de 60 Hz senoidal a través de la capacitancia y la
inductancia.
Durante un semiciclo positivo en las señales de salida, tienen forma sinusoidal,
mientras que las de entrada se mantienen en conducción.
El uso de este dispositivo elimina la necesidad de instalar una fuente aislada de potencia. Esto se traduce en un aumento de la eficiencia y reducción del número de componentes del sistema.
CARACTERISTICAS
IDmax Limitada por efecto Latch-up.
VGSmax Limitada por el espesor del óxido de silicio.
Se diseña para que cuando VGS = VGSmax la corriente de cortocircuito sea entre 4 a 10 veces la nominal (zona activa con VDS=Vmax) y pueda soportarla durante unos 5 a 10 μs. y pueda actuar una protección electrónica cortando desde puerta.
VDSmax es la tensión de ruptura del transistor pnp. Como α es muy baja, será VDSmax=BVCB0 Existen en el mercado IGBTs con valores de 600, 1.200, 1.700, 2.100 y 3.300 voltios. (anunciados de 6.5 kV).
La tensión VDS apenas varía con la temperatura ⇒ Se pueden conectar en paralelo fácilmente ⇒ Se pueden conseguir grandes corrientes con facilidad, p.ej. 1.200 o 1.600 Amperios.
En los PT-IGBT, la corriente nominal suele quedar por debajo del límite (siempre derivadas negativas) en los NPT-IGBT, se suele trabajar en zona dederivada positiva.
CAPACIDADES
Ci, Capacidad de entrada: es la capacidad suma de Cgd y Cgs. (Medida manteniendo VDS a tensión constante).
Co, Capacidad de salida: es la capacidad suma de Cgd y Cds. (Medida manteniendo VGS a tensión constante).
En la actualidad es el dispositivo mas usado para potencias entre varios kW y un
par de MW, trabajando a frecuencias desde 5 kHz a 40kHz.
Usos del IGBT
Control de la tracción en motores
Tareas de sensado y control de temperatura
Sistemas de aire acondicionado
Paneles y generadores solares
Vehículos eléctricos