ໃນໂລກຂອງເຄື່ອງໃຊ້ໄຟຟ້າພະລັງງານທີ່ທັນສະໄຫມ, ປະສິດທິພາບ, ຄວບຄຸມ, ແລະຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖືແມ່ນສໍາຄັນ. ຈາກພາຫະນະໄຟຟ້າໄປສູ່ການອັດຕະໂນມັດອຸດສາຫະກໍາ, ລະບົບພະລັງງານທົດແທນໃຫ້ແກ່ເຄື່ອງໃຊ້ສໍາລັບຜູ້ບໍລິໂພກ, ການບໍລິຫານພະລັງງານທີ່ມີປະສິດຕິພາບກໍານົດຄວາມສໍາເລັດຂອງລະບົບເອເລັກໂຕຣນິກ. ໃນຫົວໃຈຂອງການຄວບຄຸມພະລັງງານນີ້ແມ່ນອຸປະກອນ semiconductor ພື້ນຖານ: The Gate Bipolar Bipolar, ຫຼື IGBT. ໃນຂະນະທີ່ບໍ່ໃຫມ່, IGBTS ຍັງສືບຕໍ່ພັດທະນາແລະປົກຄອງແອັບພລິເຄຊັນທີ່ບ່ອນທີ່ມີການປ່ຽນແປງພະລັງງານສູງແລະມີປະສິດຕິພາບແມ່ນມີຄວາມຈໍາເປັນ.
ຂົວລະຫວ່າງສອງເຕັກໂນໂລຢີ
ໄດ້ IGBT ມັກຈະຖືກອະທິບາຍວ່າເປັນລູກປະສົມຂອງສອງເຕັກໂນໂລຢີ Transistor: Mosfet (Meticonductor Field Purtistor Mosfets ແມ່ນເປັນທີ່ຮູ້ຈັກສໍາລັບຄວາມໄວທີ່ປ່ຽນໄວແລະແຮງດັນທີ່ສຸດ, ໃນຂະນະທີ່ bjts ດີເລີດໃນການຈັດການກັບກະແສໄຟຟ້າທີ່ສູງທີ່ສຸດທີ່ພວກເຂົາຕ້ອງການຂັບລົດ. The IGBT ລວມເອົາຄວາມລຽບງ່າຍຂອງ Megfet ດ້ວຍຄວາມສາມາດໃນການຈັດການຂອງ bjt ໃນປະຈຸບັນ, ສ້າງອຸປະກອນສາມຫລ່ຽມທີ່ຄວບຄຸມໄດ້ສໍາລັບສະຖານະການທີ່ມີພະລັງງານສູງ.
ໂຄງສ້າງ, ເຄື່ອງ IGBT ຖືກສ້າງຂຶ້ນໃນສະຖາປັດຕະຍະກໍາ semiconductor ສີ່ຊັ້ນ - ປົກກະຕິ P + - N- - P - N +. Electrode ປະຕູດ້ານຂ້າງເທິງຂອງ Mosfet ເຮັດການຄວບຄຸມຊ່ອງທາງການເຮັດວຽກລະຫວ່າງເຄມີສາດແລະປະຕິບັດຕາມທີ່ເປັນພື້ນຖານຂອງນັກກາຝາກ PNP Transistor. ກົນໄກການຄວບຄຸມແມ່ນຜ່ານປະຕູຮົ້ວ, ແຕ່ເປັນຜົນປະໂຫຍດຕົ້ນຕໍຂອງການປະຕິບັດຈາກພຶດຕິກໍາການສັກຢາຂອງ BJT. ການຈັດແຈງທີ່ເປັນເອກະລັກສະເພາະນີ້ຊ່ວຍໃຫ້ IGBT ເປີດດ້ວຍໄດທີ່ນ້ອຍທີ່ສຸດໃນຂະນະທີ່ຍັງປະຕິບັດການສູນເສຍທີ່ຕໍ່າໃນລະດັບໃນລະດັບສູງ.
ຫຼັກການປະຕິບັດງານໃນພາກປະຕິບັດຕົວຈິງ
ເພື່ອເຂົ້າໃຈວິທີການ IGBT ດໍາເນີນງານໃນວົງຈອນໂລກທີ່ແທ້ຈິງ, ພິຈາລະນາເຄື່ອງໃຊ້ໄຟຟ້າທີ່ປົກກະຕິໃນລະບົບຂັບຂີ່ໄຟຟ້າ. ໃນລະຫວ່າງການປະຕິບັດງານ, ການປ່ຽນແປງໃນປະຈຸບັນທີ່ຈະໄຫຼຜ່ານການໄຫຼວຽນຂອງມໍເຕີ, ສ້າງສັນຍານທີ່ມີຄວາມກວ້າງຂອງ AC ທີ່ສັງເຄາະອອກຈາກລົດເມ DC.
ໃນເວລາທີ່ແຮງດັນໄຟຟ້າໃນທາງບວກໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ກັບປະເທດປະຕູທີ່ມີຢູ່ທຽບກັບ emitter, ຮູບແບບຊັ້ນໃນການປ່ຽນແປງພາຍໃຕ້ປະຕູ oxide, ເຮັດໃຫ້ກະແສໄຟຟ້າຢູ່ໃນຊ່ອງ Mos. ສິ່ງນີ້ເປີດເສັ້ນທາງສໍາລັບການສັກໃສ່ຂຸມຈາກຜູ້ເກັບເຂົ້າໄປໃນພາກພື້ນພຽງການລອຍລົມ - ຂະບວນການປົກກະຕິຂອງອຸປະກອນ bipolar. ການສັກຢາໃນການສັກຢານີ້ຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນຄວາມຕ້ານທານຂອງພາກພື້ນພຽງການລອຍລົມ, ເຊິ່ງໄດ້ຮັບໃນອັດຕາແຮງດັນໄຟຟ້າທີ່ຕ່ໍາກວ່າຂອງລັດຫຼາຍກ່ວາ Mosfet ທຽບເທົ່າ, ໂດຍສະເພາະຢູ່ໃນ 400V.
ເຖິງຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ເມື່ອກະແສໄຟຟ້າປະຕູອອກ, ຊ່ອງທາງຈະປິດ, ແລະອຸປະກອນຈະປິດ. ເນື່ອງຈາກຄ່າບໍລິການທີ່ເກັບຮັກສາໄວ້ໃນພາກພື້ນພຽງການລອຍລົມ (ຈາກການສັກຢາທີ່ມີຢູ່), ມີການຊັກຊ້າທີ່ຮູ້ກັນວ່າ 'ກະແສຫາງ, ' ທີ່ມີລັກສະນະພຶດຕິກໍາທີ່ປິດຂອງ IGBT. ກະແສຫາງນີ້ສາມາດນໍາໄປສູ່ການປ່ຽນການສູນເສຍແລະການແຊກແຊງໄຟຟ້າ (EMI) ຖ້າບໍ່ໄດ້ຮັບການຄຸ້ມຄອງຢ່າງຖືກຕ້ອງ. ວິສະວະກອນມັກຈະແກ້ໄຂບັນຫານີ້ໂດຍຜ່ານວົງຈອນ snubber, itocologies ປ່ຽນທີ່ອ່ອນ, ຫຼືໂດຍການໃຊ້ໂຄງສ້າງຂອງ IGBT ທີ່ກ້າວຫນ້າເຊັ່ນ: ສະຫນາມຢຸດຫຼືສາມາດຫຼຸດຜ່ອນຜົນກະທົບຂອງຫາງ.
ການຄ້າແລະການຖືພາໃນການຄ້າ
ຫນຶ່ງໃນແງ່ມຸມທີ່ສໍາຄັນທີ່ສຸດຂອງການເຮັດວຽກກັບ igbts ແມ່ນເຂົ້າໃຈການຄ້າຂາຍທີ່ມີຜົນດີຂອງພວກເຂົາ. ເມື່ອທຽບໃສ່ກັບ Mosfets, ໂດຍທົ່ວໄປແມ່ນການສູນເສຍການປະຕິບັດທີ່ຕ່ໍາກວ່າໃນແຮງດັນໄຟຟ້າສູງ, ແຕ່ຄວາມໄວໃນການປ່ຽນຂອງພວກເຂົາແມ່ນຊ້າລົງຈາກກະແສຂອງຫາງທີ່ເພີ່ມຂື້ນເປັນການສູນເສຍ. ເພາະສະນັ້ນ, IGBTT ບໍ່ຄ່ອຍໃຊ້ໃນການນໍາໃຊ້ຄວາມຖີ່ສູງເຊັ່ນ: ເຄື່ອງໃຊ້ໄຟຟ້າແບບສະຫຼັບ (SMPPS) ປະຕິບັດງານຂ້າງເທິງ 100 KHZ. ແທນທີ່ຈະ, ພວກເຂົາສ່ອງແສງໃນສະພາບແວດລ້ອມທີ່ມີຄວາມຖີ່ຕ່ໍາ, ໂດຍປົກກະຕິ 1 Khz ເຖິງ 20 Khz - ບ່ອນທີ່ມີປະສິດຕິພາບສູງຂື້ນ.
ການປະຕິບັດຄວາມຮ້ອນແມ່ນອີກປັດໃຈການອອກແບບທີ່ສໍາຄັນ. ເພາະວ່າ igbts ສາມາດປະຕິບັດໄດ້ຫຼາຍຮ້ອຍຄົນຂອງ amperes ແລະຕັນ volts ຫຼາຍພັນພັນ, ພວກເຂົາຕ້ອງລະເບີດຄວາມຮ້ອນທີ່ສໍາຄັນ. ການຄຸ້ມຄອງຄວາມຮ້ອນທີ່ມີປະສິດຕິຜົນ - ຜ່ານການຫລົ້ມຈົມຄວາມຮ້ອນ, ອາກາດບັງຄັບ, ຫຼືແມ້ກະທັ້ງຄວາມເຢັນຂອງແຫຼວໃນໂມດູນທີ່ມີພະລັງສູງ. ການອອກແບບ Inverter ມັກຈະລວມເອົາໂມດູນ IGBT ດ້ວຍແກັບອຸນຫະພູມແລະວົງຈອນປ້ອງກັນເພື່ອປ້ອງກັນຄວາມຮ້ອນຂອງຄວາມຮ້ອນຫຼືຄວາມລົ້ມເຫຼວຍ້ອນວົງຈອນສັ້ນ.
ຍິ່ງໄປກວ່ານັ້ນ, ໂມດູນ IGBT ທັນສະໄຫມລວມມີ Diodes FreeWheel ໃນການຕ້ານການຕ້ານຂະຫນານກັບແຕ່ລະເຄື່ອງຫຼີ້ນຂອງ igbt. ບັນດາ diodes ເຫຼົ່ານີ້ປະພຶດໃນປະຈຸບັນໃນໄລຍະເວລາທີ່ປິດໄລຍະເວລາຂອງວົງຈອນການປ່ຽນໃນການໂຫຼດທີ່ເປັນການນໍາໃຊ້ເຊັ່ນ: ມໍເຕີ. ພຶດຕິກໍາການຟື້ນຟູດ້ານການຟື້ນຕົວຂອງພວກເຂົາຍັງຕ້ອງໄດ້ຮັບການພິຈາລະນາໃນສະຖານະການປ່ຽນຄວາມໄວສູງ, ຍ້ອນວ່າມັນສາມາດເຮັດໃຫ້ປະສິດທິພາບແລະຄວາມກົດດັນຂອງ IGBT ໃນລະຫວ່າງການເປີດໃຊ້ງານ.
ການນໍາໃຊ້ແລະການເຊື່ອມໂຍງທີ່ແທ້ຈິງຂອງໂລກ
IGBTS ແມ່ນຢູ່ທີ່ຫຼັກຂອງເຄື່ອງຈັກຂັບເຄື່ອນ, ໂດຍສະເພາະໃນຮາດດິດ - ຄວາມຖີ່ (VFDS) ທີ່ໃຊ້ໃນການອັດຕະໂນມັດອຸດສາຫະກໍາ. ພວກເຂົາອະນຸຍາດໃຫ້ມີການຄວບຄຸມຄວາມໄວແລະແຮງບິດທີ່ຊັດເຈນ, ເຊິ່ງສົ່ງຜົນໃຫ້ມີການປະຫຍັດພະລັງງານຢ່າງຫຼວງຫຼາຍແລະຊີວິດຂອງອຸປະກອນທີ່ຂະຫຍາຍ. ໃນພາຫະນະໄຟຟ້າ, IGBTS ປະກອບເປັນກະດູກສັນຫຼັງປ່ຽນຂອງຕົວປ່ຽນໃນເສັ້ນທາງ, ການຄຸ້ມຄອງໄຟຟ້າຈາກມໍເຕີໄຟຟ້າດ້ວຍປະສິດທິພາບສູງ. ເຄື່ອງປັ່ນປ່ວນແບບດ່ຽວອາດນໍາໃຊ້ AGBTS ຫລາຍບ່ອນທີ່ມີການປ່ຽນຢູ່ທີ່ແຮງ KiLowatts ຫຼາຍສິບຫນ່ວຍແລະຫລາຍພັນຄົນ.
ໃນພະລັງງານທົດແທນ, ເຊັ່ນ photovoltaic ແລະລະບົບລົມ, igbts ຈັດການ DC-AC ທີ່ຕ້ອງການສໍາລັບຄວາມເຂົ້າກັນໄດ້. ຕົວແປທີ່ມີຫຼາຍລະດັບມັກຈະໃຊ້ igbts ໃນການຕັ້ງຄ່າລາກຜ່ານ Cascade ເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນການປ່ຽນແປງແລະປັບປຸງຄຸນນະພາບຂອງແຮງດັນ. ອຸປະກອນເຫຼົ່ານີ້ຍັງມີຄວາມສໍາຄັນໃນລະບົບສາຍສົ່ງທີ່ມີຄວາມແຮງສູງທີ່ສູງທີ່ສຸດ, ບ່ອນທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງໃນໄລຍະທາງໄກ. ຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖື, ຄວາມຫນາແຫນ້ນຄວາມຮ້ອນ, ແລະປ່ຽນຄວາມສາມາດຂອງ IGBTS ຂອງ IGBTS ເຮັດໃຫ້ພວກເຂົາເຫມາະສົມສໍາລັບສະພາບແວດລ້ອມທີ່ມີສະຕິປັນຍາສູງ.
ແມ່ນແຕ່ໃນເຄື່ອງໃຊ້ໄຟຟ້າຜູ້ບໍລິໂພກ, IGBTS ສ້າງຜົນກະທົບ. ຫມໍ້ຫຸງຕົ້ມແບບ indival, ເຕົາອົບໄມໂຄເວຟ, ແລະຜູ້ກວດກາ HVAC ໃຊ້ igbts ສໍາລັບການຄວບຄຸມພະລັງງານທີ່ມີປະສິດທິພາບແລະຕອບສະຫນອງ. ເຖິງແມ່ນວ່າເຄື່ອງໃຊ້ໄຟຟ້າທີ່ຕ່ໍາອາດຈະອີງໃສ່ Mosfets, ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ສູງກວ່າໃນປະຈຸບັນໄດ້ຮັບຜົນປະໂຫຍດຈາກປະສິດທິພາບແລະຄວາມລຽບງ່າຍທີ່ igbts ສະເຫນີ.
ຄວາມຄືບຫນ້າທາງດ້ານເຕັກໂນໂລຢີແລະແນວໂນ້ມໃນອະນາຄົດ
ວິວັດທະນາການຂອງ ເຕັກໂນໂລຢີ IGBT ຍັງສືບຕໍ່ແກ້ໄຂຂໍ້ຈໍາກັດແບບດັ້ງເດີມຂອງມັນຫຼາຍຢ່າງ. ການພັດທະນາຂອງ igbts trech, ເຊິ່ງໃຊ້ໂຄງສ້າງປະຕູທີ່ມີຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງຊ່ອງແລະຫຼຸດຜ່ອນການຂາດແຄນ, ໄດ້ອະນຸຍາດໃຫ້ມີການຄ້າຂາຍທີ່ດີກວ່າເກົ່າໃນລະຫວ່າງການປ່ຽນຄວາມໄວແລະປະສິດທິຜົນ. igbts ພາກສະຫນາມ, ໃນຂະນະດຽວກັນ, ລວມເອົາຊັ້ນ doped ພິເສດທີ່ສະກັດກັ້ນປະຈຸບັນແລະການເສີມຂະຫຍາຍການປ່ຽນແປງ.
ນອກຈາກນັ້ນ, ອຸດສາຫະກໍາກໍາລັງກ້າວໄປສູ່ໂມດູນ IGBT ທີ່ລວມເອົາຊິບຫຼາຍໆຫນ່ວຍທີ່ມີຜູ້ຂັບຂີ່ປະຕູ, ແລະມີເຫດຜົນໃນການປົກປ້ອງ. ໂມດູນເຫຼົ່ານີ້ຫຼຸດຜ່ອນຄວາມສັບສົນໃນການອອກແບບແລະປັບປຸງຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖືຂອງລະບົບໂດຍລວມ.
ມັນຍັງມີການເພີ່ມການແຂ່ງຂັນລະຫວ່າງ igbts ແລະ sic (ຊິລິໂຄນ Carbide) Mosfets, ໂດຍສະເພາະໃນການສະຫມັກສູງກວ່າ 1,200 Volts. ອຸປະກອນ SIC ສະເຫນີການສະຫຼັບໄວ, ການສູນເສຍທີ່ຕ່ໍາ, ແລະຂີດຈໍາກັດຄວາມຮ້ອນສູງກວ່າ, ເຖິງແມ່ນວ່າໃນລາຄາສູງ. IGBTS ຄາດວ່າຈະຮັກສາຄວາມເດັ່ນໃນລະດັບກາງແຮງດັນໄຟຟ້າກາງແຮງດັນໄຟຟ້າ (600-1700v) ຢູ່ບ່ອນໃດທີ່ມີຄວາມອ່ອນໄຫວດ້ານຕົ້ນທຶນ, ໃນຂະນະທີ່ມີສ່ວນແບ່ງຕະຫຼາດໃນຂະແຫນງການຕະຫຼາດ.
ສະຫຼຸບ
ຕົວຢ່າງຂອງສະຖາບັນການປະສານງານປະຕູຮົ້ວທີ່ປະສົບຜົນສໍາເລັດເປັນຫນຶ່ງໃນຕົວຢ່າງທີ່ປະສົບຜົນສໍາເລັດທີ່ສຸດຂອງວິສະວະກໍາ semiconductor ທີ່ມີ semiconductor ໃນຂົງເຂດໄຟຟ້າພະລັງງານ. ໂດຍການປະສົມປະສານກັບການຄວບຄຸມປະຕູຮົ້ວຂອງ Mosfets ທີ່ມີຄວາມແຮງດັນໄຟຟ້າທີ່ມີຄວາມສູງ, ເຄື່ອງຫຼີ້ນທີ່ມີການສຶກສາຕ່ໍາ, ມີວິທີແກ້ໄຂທີ່ມີປະສິດຕິພາບແລະມີປະສິດທິພາບໃນການຄຸ້ມຄອງພະລັງງານໃນການສະຫມັກເຂົ້າໃນການສະຫມັກເຂົ້າໃນການຈັດການພະລັງງານ.
ຫນ້າທີ່ຂອງພວກເຂົາໃນການຂົນສົ່ງໄຟຟ້າ, ປັບປຸງປະສິດທິພາບຂອງອຸດສາຫະກໍາ, ແລະສາມາດເຮັດໃຫ້ການເຊື່ອມໂຍງພະລັງງານທົດແທນໄດ້ບໍ່ເກີນ. ໃນຖານະເປັນຄວາມຕ້ອງການສໍາລັບລະບົບໄຟຟ້າທີ່ສະອາດ, ມີປະສິດຕິຜົນ, ແລະສະຫລາດເຕີບໃຫຍ່, IGBTS ຈະສືບຕໍ່ພັດທະນາ, ຮັກສາຄວາມກ່ຽວຂ້ອງກັບເຕັກໂນໂລຢີທີ່ພົ້ນເດັ່ນຂື້ນ.
ຄວາມເຂົ້າໃຈກ່ຽວກັບ igbts ບໍ່ພຽງແຕ່ໃຫ້ຄວາມເຂົ້າໃຈໃນວິທີການເຮັດວຽກຂອງເອເລັກໂຕຣນິກທີ່ທັນສະໄຫມເທົ່ານັ້ນແຕ່ຍັງເປີດປະຕູໃຫ້ອອກແບບລະບົບພະລັງງານຂອງພະລັງງານ. ບໍ່ວ່າທ່ານເປັນນັກສຶກສາ, ວິສະວະກອນ, ຜູ້ທີ່ມີຄວາມກະຕືລືລົ້ນ, ຫຼືເຕັກໂນໂລຢີດ້ານເຕັກໂນໂລຢີແລະການນໍາໃຊ້ແມ່ນກຸນແຈສໍາຄັນໃນການເຂົ້າໃຈພື້ນຖານໂຄງລ່າງທີ່ກໍາລັງຈະອໍານວຍຄວາມສະທ້ອນຂອງໂລກ.
