Что лучше igbt или mosfet
На сегодняшний день, среди достаточного количества разновидностей транзисторов выделяют два класса: p-n - переходные транзисторы биполярные и транзисторы с изолированным полупроводниковым затвором полевые. Другое название, которое можно встретить при описании полевых транзисторов — МОП металл — окисел - полупроводник. Обусловлено это тем, что в качестве диэлектрического материала в основном используется окись кремния SiO 2. Немного пояснений.
Поиск данных по Вашему запросу:
Дождитесь окончания поиска во всех базах.
По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.
Содержание:
IGBT и MOSFET-инверторы - в чем разница?
На практике часто возникает необходимость управлять при помощи цифровой схемы например, микроконтроллера каким-то мощным электрическим прибором. Это может быть мощный светодиод, потребляющий большой ток, или прибор, питающийся от электрической сети.
Рассмотрим типовые решения этой задачи. Будем считать, что нам нужно только включать или выключать нагрузку с низкой частотой. Части схем, решающие эту задачу, называют ключами. ШИМ-регуляторы, диммеры и прочее рассматривать не будем почти.
Выбор способа управления зависит как от типа нагрузки, так и от вида применяемой цифровой логики. Если схема построена на ТТЛ-микросхемах, то следует помнить, что они управляются током, в отличие от КМОП, где управление осуществляется напряжением. Иногда это важно. Простейший ключ на биполярном транзисторе проводимости n-p-n выглядит следующим образом. Вход слева подключается к цифровой схеме. При этом транзистор откроется если, конечно, ток достаточно большой , и ток сможет идти через переход коллектор — эмиттер, а значит и через нагрузку.
Резистор R1 играет важную роль — он ограничивает ток через переход база — эмиттер. Если бы его не было, ток не был бы ничем ограничен и просто испортил бы управляющую микросхему ведь именно она связывает линию питания с транзистором. Максимальный ток через один выход микроконтроллера обычно ограничен значением около 25 мА для STM В интернете можно встретить утверждения, что микроконтроллеры AVR выдерживают ток в мА, но это относится ко всем выводам в сумме.
Предельное допустимое значение тока на один вывод примерно такое же — мА. Это, кстати, означает, что подключать светодиоды напрямую к выводам нельзя. Без токоограничивающих резисторов, микросхема просто сгорит, а с ними светодиодам не будет хватать тока, чтобы светить ярко.
Допустим, мы хотим при помощи 5 В типичное значение для цифровых схем управлять нагрузкой в 12 В. Это значит, что на базе мы можем получить максимум 5 В. А с учётом падения напряжения на переходе база — эмиттер, на эмиттере будет напряжение ещё меньше. Если это, например, реле, оно просто не сработает. Напряжение не может быть выше, иначе тока через базу вообще не будет. Наличие падения напряжения на нагрузке также приведёт к уменьшению тока через базу.
У разных транзисторов он разный. Главное помнить, что ток базы не должен превышать предельно допустимое для микросхемы. Также важно при выборе модели транзистора помнить о предельном токе коллектора и напряжении коллектор — эмиттер.
Ниже как пример приведены характеристики некоторых популярных транзисторов с проводимостью n-p-n. Модели выбраны случайно, просто это транзисторы, которые легко найти или откуда-то выпаять. Для ключа в рассматриваемой схеме, конечно, можно использовать любой n-p-n-транзистор, подходящий по параметрам и цене. Если вход схемы подключен к push-pull выходу, то особой доработки не требуется.
Тогда для надёжного закрытия транзистора нужно добавить ещё один резистор, выравнивающий напряжение между базой и эмиттером. Кроме того, нужно помнить, что если нагрузка индуктивная, то обязательно нужен защитный диод. Дело в том, что энергия, запасённая магнитным полем, не даёт мгновенно уменьшить ток до нуля при отключении ключа. А значит, на контактах нагрузки возникнет напряжение обратной полярности, которое легко может нарушить работу схемы или даже повредить её. Совет касательно защитного диода универсальный и в равной степени относится и к другим видам ключей.
Резистор R2 обычно берут с сопротивлением, в 10 раз большим, чем сопротивление R1, чтобы образованный этими резисторами делитель не понижал слишком сильно напряжение между базой и эмиттером.
Для нагрузки в виде реле можно добавить ещё несколько усовершенствований. Оно обычно кратковременно потребляет большой ток только в момент переключения, когда тратится энергия на замыкание контакта.
В остальное время ток через него можно и нужно ограничить резистором, так как удержание контакта требует меньше энергии. В момент включения реле, пока конденсатор C1 не заряжен, через него идёт основной ток. Когда конденсатор зарядится а к этому моменту реле перейдёт в режим удержания контакта , ток будет идти через резистор R2. Через него же будет разряжаться конденсатор после отключения реле. С другой стороны, ёмкость будет ограничивать частоту переключения реле, хоть и на незначительную для практических целей величину.
Пусть, например, требуется включать и выключать светодиод с помощью микроконтроллера. Тогда схема управления будет выглядеть следующим образом. Характеристики рабочий ток и падение напряжения типичных светодиодов диаметром 5 мм можно приблизительно оценить по таблице. Пусть используется белый светодиод. В качестве транзисторного ключа используем КТГ — он подходит по максимальному току мА и напряжению 35 В.
Значение сопротивление было округлено, чтобы попасть в ряд E Если нагрузка очень мощная, то ток через неё может достигать нескольких ампер. Тем более, как видно из таблицы, для мощных транзисторов он и так невелик. В этом случае можно применять каскад из двух транзисторов. Первый транзистор управляет током, который открывает второй транзистор. Такая схема включения называется схемой Дарлингтона.
Для повышения скорости выключения транзисторов можно у каждого соединить эмиттер и базу резистором. Типичные значения — 5…10 кОм для напряжений 5…12 В. Выпускаются транзисторы Дарлингтона в виде отдельного прибора. Примеры таких транзисторов приведены в таблице. Они удобны тем, что управляются исключительно напряжением: если напряжение на затворе больше порогового, то транзистор открывается. При этом управляющий ток через транзистор пока он открыт или закрыт не течёт. Это значительное преимущество перед биполярными транзисторами, у которых ток течёт всё время, пока открыт транзистор.
Это связано с тем, что n-канальные транзисторы дешевле и имеют лучшие характеристики. Дело в том, что транзистор открывается, если напряжение между затвором и истоком превышает пороговое. Несмотря на то, что MOSFET управляется только напряжением и ток через затвор не идёт, затвор образует с подложкой паразитный конденсатор. Когда транзистор открывается или закрывается, этот конденсатор заряжается или разряжается через вход ключевой схемы.
И если этот вход подключен к push-pull выходу микросхемы, через неё потечёт довольно большой ток, который может вывести её из строя. При управлении типа push-pull схема разряда конденсатора образует, фактически, RC-цепочку, в которой максимальный ток разряда будет равен. Таким образом, достаточно будет поставить резистор на Ом, чтобы ограничить ток заряда — разряда до 10 мА.
Это важно, если транзистор часто переключается. Например, в ШИМ-регуляторе. Дело в том, что у разных транзисторов даже из одной партии этот параметр может сильно отличаться.
Но если максимальное значение равно, скажем, 3 В, то этот транзистор гарантированно можно использовать в цифровых схемах с напряжением питания 3,3 В или 5 В. Сопротивление сток — исток у приведённых моделей транзисторов достаточно маленькое, но следует помнить, что при больших напряжениях управляемой нагрузки даже оно может привести к выделению значительной мощности в виде тепла.
Как уже было сказано, если напряжение на затворе относительно истока превышает пороговое напряжение, то транзистор открывается и сопротивление сток — исток мало. Однако, напряжение при включении не может резко скакнуть до порогового.
А при меньших значениях транзистор работает как сопротивление, рассеивая тепло. Если нагрузку приходится включать часто например, в ШИМ-контроллере , то желательно как можно быстрее переводить транзистор из закрытого состояния в открытое и обратно.
Относительная медленность переключения транзистора связана опять же с паразитной ёмкостью затвора. Чтобы паразитный конденсатор зарядился как можно быстрее, нужно направить в него как можно больший ток. А так как у микроконтроллера есть ограничение на максимальный ток выходов, то направить этот ток можно с помощью вспомогательного биполярного транзистора.
Кроме заряда, паразитный конденсатор нужно ещё и разряжать. Поэтому оптимальной представляется двухтактная схема на комплементарных биполярных транзисторах можно взять, например, КТ и КТ Если расположить её между транзистором и землёй, из-за падения напряжения на нагрузке напряжение затвор — исток может оказаться меньше порогового, транзистор откроется не полностью и может перегреться и выйти из строя. Если всё же требуется подключать нагрузку к n-канальному транзистору между стоком и землёй, то решение есть.
Можно использовать готовую микросхему — драйвер верхнего плеча. Верхнего — потому что транзистор сверху. Выпускаются и драйверы сразу верхнего и нижнего плеч например, IR для построения двухтактной схемы, но для простого включения нагрузки это не требуется. Схема не сильно сложная, а использование драйвера позволяет наиболее эффективно использовать транзистор. Ещё один интересный класс полупроводниковых приборов, которые можно использовать в качестве ключа — это биполярные транзисторы с изолированным затвором IGBT.
Они сочетают в себе преимущества как МОП-, так и биполярных транзисторов: управляются напряжением, имеют большие значения предельно допустимых напряжений и токов. Из-за того, что IGBT применяются больше в силовой электронике, они обычно используются вместе с драйверами.
Все предыдущие схемы отличало то, что нагрузка хоть и была мощной, но работала от постоянного тока. В схемах была чётко выраженные земля и линия питания или две линии — для контроллера и нагрузки. Для цепей переменного тока нужно использовать другие подходы. Самые распространённые — это использование тиристоров, симисторов и реле.
Реле рассмотрим чуть позже, а пока поговорим о первых двух. Тиристор — это полупроводниковый прибор, который может находится в двух состояниях:.
Особенности выбора сварочного аппарата
Одним из самых популярных способов неразъемного соединения металлов является сварка. Впервые она появилась в начале прошлого века, но и сегодня остается одной из самых востребованных в бытовой и профессиональной сфере. При помощи этого способа можно выполнить различные работы, связанные с ремонтом и изготовлением металлических конструкций. Но так как сплавы содержат различные элементы, то были разработаны не только специальные технологии для из соединения, но и соответствующие инструменты и оборудование.
MOSFET транзисторы
Применение высоковольтных мощных полупроводников позволило создавать компактные производительные сварочные инверторы. Используемые в инверторах полупроводники по MOSFET технологии — это полевые силовые транзисторы с изолированным затвором. Управление полупроводником осуществляется напряжением, в отличие от биполярных транзисторов, управляемых током. Канал ключа имеет высокую проводимость 1 мОм. В закрытом виде у них огромное входное сопротивление. Изначально полевые полупроводники использовались и до сих пор применяются как ключи. В схемах импульсных источников питания применяются полевики с индуцированным затвором. В таком исполнении при нулевом напряжении на затвор-исток канал закрыт. Для открытия ключа требуется подать потенциал определенной полярности. Для управления ключом не требуется силовых источников.
Как правильно выбрать сварочный инвертор для дома
Введите сообщение. В настоящее время в инверторных сварочных источниках используются мощные полевые транзисторы с изолированным затвором MOSFET и биполярные транзисторы с изолированным затвором IGBT В схемах управления применяются специализированные микроконтроллеры и микропроцессоры. Что выбрать? Ответ на этот вопрос будет неоднозначный. Казалось-бы, инверторы с IGBT-транзисторами — это новое поколение инверторов, более прогрессивное, так как часто силовые транзисторы собираются в компактные силовые модули, что защищает силовые элементы от внешнего неблагоприятного воздействия пыли и влаги, делает схему аппарата более простой, габариты более компактными, а аппараты более удобными с точки зрения ремонта.
IGBT или MOSFET. Ставим точку в вопросе
Забыли пароль? Страница 1 из 3 1 2 3 Последняя К странице: Показано с 1 по 20 из Опции темы Подписаться на эту тему…. Сейчас с появлением IGBT эта ниша занята ими, это средние мощности от нескольких киловатт , электродвигатели и генераторы. IGBT очень медленные, максимальная рабочая частота для массовых изделий, не превышает килогерц, что не позволяет добится высокого КПД в маленьком объёме. Но зато они намного лучше держат перегрузки, по сравнению с MOSFET, поэтому они применяются в электроприводах например, или в сварочниках.
Транзисторы для сварочных инверторов
Разница в транзисторах, друг мой, MOSFET - это полевые транзисторы, как правило каскадированные спараллеленные , засчёт чего дешевле, а IGBT - биполярные транзисторы с изолированным затвором. Они сами по себе держут намного большие мощности, но намного дороже сами, а также управляющая схема подороже. Преимуществ в сварке - никаких, есть недостатки в сервисном обслуживании. Для IGBT инверторов не так-то просто найти запчасти. В настоящее время параметры и цена ижбт и мосфет элементов очень близки.
Профиль Написать сообщение. Вы пошутили? Ток регулируется ручкой напряжения, как и во всех аналогичных аппаратах Продаю эти полуавтоматы, работают нормально отзванивался покупателям, интересовался , но пока о качестве говорить рано так как только недавно их завезли и продано мало штук.
На практике часто возникает необходимость управлять при помощи цифровой схемы например, микроконтроллера каким-то мощным электрическим прибором. Это может быть мощный светодиод, потребляющий большой ток, или прибор, питающийся от электрической сети. Рассмотрим типовые решения этой задачи. Будем считать, что нам нужно только включать или выключать нагрузку с низкой частотой. Части схем, решающие эту задачу, называют ключами. ШИМ-регуляторы, диммеры и прочее рассматривать не будем почти.
В статье дается выборочный обзор некоторых новых импульсных преобразователей и контроллеров; представлена уникальная в своем роде программа ADISimPower, обеспечивающая быстрый подбор компонентов и проектирование схемы питания, а также подробно рассматривается новый аналогово-цифровой контроллер для блоков питания ADP Прогресс в области технологии силовых приборов на базе структуры GaN-на-кремнии позволяет существенно улучшить такие параметры полевых транзисторов как сопротивление канала в открытом состоянии и произведение сопротивления канала на емкость затвора. В статье обсуждаются новые возможности и перспективы построения высокоэффективных преобразователей напряжения на базе GaN-полевых транзисторов. Статья представляет собой сокращенный перевод [1]. Сопротивление R SC крайне мало, поэтому паразитный n-p-n-транзистор не открывается даже при очень больших токах. Когда IGBT полностью открыт, напряжение насыщения определяется из соотношений:.
Многие из нас, глядя на сварщика в процессе работы хотя, согласно неофициальному замечанию, смотреть на сварочную дугу категорически запрещено, дабы не испортить зрение считают, что процесс сваривания металла стоит доверять лишь профессионалу и обучиться этой науке самостоятельно невозможно. На самом же деле — сварочная деятельность не так уж и сложна и вполне доступна для освоения многим бытовым пользователям. Для этого нужно лишь выбрать сварочный аппарат и совершить несколько самостоятельных практических занятий.
Пока нет комментариев.