IGBT

Como funciona

Como encenderlo y apagarlo

Como protegerlo (disminuir calentamiento) con circuitos snubbers

Comparación Del IGBT

a) Se puede controlar su encendido como si fuera un MOSFET

b) Cuando conduce sus pérdidas son menores que un MOSFET, se comporta mas como un bipolar (BJT)

c) Mas rápido que un bipolar (BJT) pero menos que un MOSFET

Como cambia un interruptor de su posición de encendido a apagado y viceversa considerando un convertidor de C. D. a C. D. con una carga altamente inductiva y tomando en cuenta inductancias parásitas.

Para que el diodo de rueda libre pueda iniciar su conducción, se debe polarizar directamente y para esto se requiere que el voltaje en terminales del transistor sea igual al de la fuente o superior. En ese momento comienza a disminuir la corriente del transistor.

Al encenderse el transistor, su voltaje se mantiene alto hasta que el diodo deje de conducir y esto sucede hasta que la corriente del transistor iguala la de la carga

Para mejorar la operación se usan circuitos snubbers que mejoraran la potencia disipada en los transistores (BJT, MOSFETS o IGBT) pero no necesariamente mejoran la eficiencia del circuito completo

Snubbers para apagado

Snubbers para sobrevoltaje

Snubbers para encendido

Snubber para apagado despreciando inductancias parásitas

La idea del snubber de apagado es la de reducir la corriente que pasa por el transistor mientras la corriente del mismo no se transfiere al diodo de rueda libre. En este caso la corriente de la carga se dividirá entre el transistor y el condensador.

Si la corriente del transistor se hace disminuir linealmente la del condensador crecerá linealmente para que la suma de los dos sea igual a la de la carga. El voltaje del transistor y condensador crecerá en forma de una parábola hasta llegar al voltaje de la fuente y en ese momento inicia a conducir el diodo de rueda libre. Si se selecciona el condensador adecuadamente se puede lograr que la corriente del transistor se haga cero al mismo tiempo que inicia a conducir el diodo.

d

fiss V

tIoCC

21

Si Cs e s pequeño (<Cs1) entonces se iniciara la conducción del diodo antes de que la corriente del transistor se haga cero y durante un lapso de tiempo conducen los dos. Una vez que conduce el diodo el voltaje ya no cambia.

Si Cs es grande (>Cs1) entonces la corriente del transistor se hace cero antes de que se inicie la conducción del diodo, y seguirá conduciendo el condensador la corriente de la carga (corriente constante) hasta que el voltaje se haga igual al de la fuente y entonces se transfiere la corriente al diodo. Con corriente constante por el condensador este se carga linealmente.

Switching trayectory during turn-off with various values of snubber capacitance Cs

SNUBBER DE SOBRE VOLTAJE

El sobrevoltaje en terminales del transistor es causado por la interrupción de la corriente en las inductancias parásitas (o de las conexiones). La forma de remediar este efecto es usar un condensador que tome la energía almacenada en esta inductancia sin causar demasiado sobrevoltaje (controlar el sobrevoltaje para no causar daño)

1

22

200100

1.0max

22max

sfi

fi

ov

CkCovVd

tIokCov

VdVceUsando

tIoLo

KVdLrParaestima

IoLVceC

Snubber de sobrevoltaje

SNUBBER PARA ENCENDIDO

Para disminuir el voltaje en el transistor durante el encendido se usa una inductancia en serie con el transistor o con el diodo de rueda libre.

La energía almacenada en esta inductancia se disipa en la resistencia RLS.

ri

osCE t

ILV

SNUBBER DE ENCENDIDO

A modified circuit with a turn on snubber, a turnoff snubber and a overvoltage snubber

Se pueden combinar los tres snubbers en un mismo circuito de la manera mostrada en la siguiente figura