Hur fungerar en IGBT mer exakt?

[asdf1]

Någon som kan vara vänlig och förklara lite mer exakt hur en IGBT fungerar och vad den kan användas till?
Vad är viktigt att tänka på vid val av en IGBT utöver att den ska klara spänningsnivån + eventuella transienter samt strömstyrkan?

Väldigt tacksam för förklaringar. Sökt på forumet efter liknande tråd men verkar bara vara jag som är en rookie.
Har googlat och läst en del på engelska men har fortfarande inte riktigt koll.

[rikkitikkitavi]

En IGBT är en kombinatin av en bipolär och mosfettransistor.
Jag går inte in på hur de är kopplade, det ser man nästan i symbolen.

Fördelen är att den kombinerar spänningstyrning (gate) och därmed bara förbrukar ström transient vid omslag ( blockerad/ledande) med den lägre ledningsförlusten bipolära effekt/högspänningstransistorer har jämfört med mosfet (för samma spänning) Nackdelen är att den är nästan lika slö som en bipolär switchtrissa vilket ökar switcjåhförlusterna och därmed begränsat switchfrekvensen.
Den lider i viss mån av "secondary breakdown" som en vanlig bipolär. Det begränsar IGBT nytta i linjära applikationer som tex förstärkare.

Nuförtiden finns det mosfet med låga ledningsförluster avsedda för lägre spänningar (iupp till 600V Vds) och det finns snabbare IGBTer också såklart som tagits sig in en bra bit på mosfetarnas område , upp emot 100 kHz. Det är såklart en rasande utveckling.

Allt är såklart skrivet relativt.

[asdf1]

Tack för svar!
Vad är det som gör IGBT så användbar för att kontrollera elmotorer?

[Bittämjaren]

Precis som rikkitikkitavi säger de klarar inte så höga frekvenser och i motorstyrningar används förhållandevis låga switchfrekvenser c:a 3 - 15 kHz vilket passar denna komponent bra och att gatekapacitansen märks mindre = enklare drivning från styrkretsen, sen tror jag också att bottningsspänningen är lägre för denna transistortyp och då blir det mindre värme i styrningen.

[blueint]

100 kHz kan nog betraktas som en övre gräns. Kanske t.om 1 MHz i vissa fall.

[rikkitikkitavi]

Tack för svar!
Vad är det som gör IGBT så användbar för att kontrollera elmotorer?

Elmotorer är vanligen på 400V, trefas induktionsmotor. Det styrs med en VFD. I en VFD Nlikriktar 400V trefas mha symmetrisk brygga får man ca525 VDC. Denna switchas sedan med IGBTerna till utspänningen som går till elmotorn.

Då behöver man en tålig switchtrissa (1200 V och många ampere) och billigast med lägst förluster är helt enkelt en IGBT i detta fallet så länge switchfrekvensen begränsas. Finns knappt 1200 V mosfets som passar. 600V IgBTer finns det relativt snabba som sagt men de kommer ha begränsad livslängd...

[asdf1]

Tack för svar! Börjar förstå nu vad det handlar om.
Förstår inte hur man kan räkna ut de totala förlusterna, switchförlusterna och förlusterna när IGBTn är stängd.
I databladet är Collector Power Dissipation angett, är det de totala effektförlusterna?

[rikkitikkitavi]

Det är. Komplext. Jag rekommenderar att googla lite på just sådana sökord.

[blueint]

Det är resistansen över IGBT:n när den är avslagen samt påslagen + flanktiden då den växlar tillstånd.

Det är framförallt resistans under påslag och flanktiden som utgör förlusteffekten.