اطلاعیه

Collapse
No announcement yet.

بشتابید... ساختار igbt ودرایو کردن آن

Collapse
X
 
  • فیلتر
  • زمان
  • Show
Clear All
new posts

    بشتابید... ساختار igbt ودرایو کردن آن

    مقاله ای در مورد igbt که از اینترت دانلود کردم که توضیحات جامع وکلی خوبی در مورد igbt داده...
    igbt یعنی ترانزیستور قطبی با گیت عایق شده. مدار معادل این ترانزیستور از یک mosfet و دو ترانزیستور قطبی تشکیل شده...
    پایه های اون gate امیتر و کلکتور. نیمه هادی ورودی توسط اکسید سیلیکون نسبت به نیمه هادی های دیگه عایق شده
    درنتیجه امپدانس ورودی زیادی داره ورودی اون خازنی در حدود 30 پیکو فاراد که این در درایو کردن igbt خیلی مهم
    ودر خروجی ویژگی های ترانزیستور قطبی رو داره...
    کلی عکس در مورد ساختار داخلی و نحوه ی درایو کردن اون دارم ولی نتونستم بفرستم لطفا کمکم کنید
    این مقاله ی انگلیسی که از اینتر نت دانلود کردم




    The Insulated Gate Bipolar Transistor (IGBT)
    Structure
    Fig.1 shows the structure of a typical n-channel IGBT. All discussion here will be concerned with the n-channel type but p-channel IGBT's can be considered in just the same way.


    The structure is very similar to that of a vertically diffused MOSFET featuring a double diffusion of a p-type region and an n-type region. An inversion layer can be formed under the gate by applying the correct voltage to the gate contact as with a MOSFET. The main difference is the use of a p+ substrate layer for the drain. The effect is to change this into a bipolar device as this p-type region injects holes into the n-type drift region.

    Operation
    Blocking Operation
    The on/off state of the device is controlled, as in a MOSFET, by the gate voltage VG. If the voltage applied to the gate contact, with respect to the emitter, is less than the threshold voltage Vth then no MOSFET inversion layer is created and the device is turned off. When this is the case, any applied forward voltage will fall across the reversed biased junction J2. The only current to flow will be a small leakage current.
    The forward breakdown voltage is therefore determined by the breakdown voltage of this junction. This is an important factor, particularly for power devices where large voltages and currents are being dealt with. The breakdown voltage of the one-sided junction is dependent on the doping of the lower-doped side of the junction, i.e. the n- side. This is because the lower doping results in a wider depletion region and thus a lower maximum electric field in the depletion region. It is for this reason that the n- drift region is doped much lighter than the p-type body region. The device that is being modelled is designed to have a breakdown voltage of 600V.
    The n+ buffer layer is often present to prevent the depletion region of junction J2 from extending right to the p bipolar collector. The inclusion of this layer however drastically reduces the reverse blocking capability of the device as this is dependent on the breakdown voltage of junction J3, which is reverse biased under reverse voltage conditions. The benefit of this buffer layer is that it allows the thickness of the drift region to be reduced, thus reducing on-state losses.

    On-state Operation
    The turning on of the device is achieved by increasing the gate voltage VG so that it is greater than the threshold voltage Vth. This results in an inversion layer forming under the gate which provides a channel linking the source to the drift region of the device. Electrons are then injected from the source into the drift region while at the same time junction J3, which is forward biased, injects holes into the n- doped drift region (Fig.2).

    This injection causes conductivity modulation of the drift region where both the electron and hole densities are several orders of magnitude higher than the original n- doping. It is this conductivity modulation which gives the IGBT its low on-state voltage because of the reduced resistance of the drift region. Some of the injected holes will recombine in the drift region, while others will cross the region via drift and diffusion and will reach the junction with the p-type region where they will be collected. The operation of the IGBT can therefore be considered like a wide-base pnp transistor whose base drive current is supplied by the MOSFET current through the channel. A simple equivalent circuit is therefore as shown in Fig.3(a)


    Fig.3(b) shows a more complete equivalent circuit which includes the parasitic npn transistor formed by the n+-type MOSFET source, the p-type body region and the n--type drift region. Also shown is the lateral resistance of the p-type region. If the current flowing through this resistance is high enough it will produce a voltage drop that will forward bias the junction with the n+ region turning on the parasitic transistor which forms part of a parasitic thyristor. Once this happens there is a high injection of electrons from the n+ region into the p region and all gate control is lost. This is known as latch up and usually leads to device destruction.
    :nice: :nice: :nice:

    هر كجا هستم، باشم / آسمان مال من است / پنجره فكر هوا عشق زمين مال من است ...
    بعضي وقت ها آدما طوري مي بينن که نمي بينن، بعضي وقت ها طوري مي بينن که اشتباه مي بينن، بعضي وقت ها مي بينن ولي سعي مي کنن مثل ديگران ببينن، ولي موفق اون کسي که سعي مي کنه متفاوت و قشنگ ببينه.

    #2
    پاسخ : بشتابید... ساختار igbt ودرایو کردن آن

    کلی عکس در مورد ساختار داخلی و نحوه ی درایو کردن اون دارم ولی نتونستم بفرستم لطفا کمکم کنید
    اینجا عکستون رو پلود کنین http://image.shahkey.com/ و بعد کد دومی که تو تگ [img] رو بردارین و بزارین تو پستتون !

    دیدگاه


      #3
      پاسخ : بشتابید... ساختار igbt ودرایو کردن آن

      یک سوال تو زمینه ی igbt وکاربرد اون در ساخت کوره ی القایی :smile:
      راستتش دو سالی هست که رو پروژه ی کوره ی القایی کار مکنم
      آخرین ترانزیستوری که باهاش کار کردم mosfet بودبا مشکلات زیادی که سوییچینگ سلفی تو فرکانسهای بالا داره داره (200khz)
      تونستم ترانزیستورم رو محافظت کنم...
      اولین سوالم اینه:
      چه طور میشه اسپایک های سوزنی ولتاژ تو سوییچینگ سلفی حذف کرد؟
      دومین سوال :
      به نظر شما مزیت igbt نسبت به mosfet چیه که تمام اساتید بدون توجیه خواصی این قطعه ی گرون قیمت رو برای کار پیشنهاد می کنند
      (igbt )?ا
      لطفا سریع تر کمکم کنید خیلی ضروری
      متشکرم
      هر كجا هستم، باشم / آسمان مال من است / پنجره فكر هوا عشق زمين مال من است ...
      بعضي وقت ها آدما طوري مي بينن که نمي بينن، بعضي وقت ها طوري مي بينن که اشتباه مي بينن، بعضي وقت ها مي بينن ولي سعي مي کنن مثل ديگران ببينن، ولي موفق اون کسي که سعي مي کنه متفاوت و قشنگ ببينه.

      دیدگاه


        #4
        پاسخ : بشتابید... ساختار igbt ودرایو کردن آن

        می خواستم تو زمینه ی المان سوییچی که می تونه برای ساخت کوره ی القایی به کار گرفته بشه توضیح بدم...
        این سوییچ باید توانایی تحمل عبور جریان بالایی رو داشته باشه
        قابلیت تحمل سطح ولتاژ بالا
        تغییرات ولتاژ رو نسبت به زمان بتونه در حد بالایی تحمل کنه
        زمان ریورز ریکاوری پایینی داشته باشه تا زاویه هم پوشانی کاهش پیدا کنه وسوییچ قابلیت استفاده در فرکانسهای بالا رو داشته باشه... :nerd:

        :nerd: :nerd: :nerd:
        هر كجا هستم، باشم / آسمان مال من است / پنجره فكر هوا عشق زمين مال من است ...
        بعضي وقت ها آدما طوري مي بينن که نمي بينن، بعضي وقت ها طوري مي بينن که اشتباه مي بينن، بعضي وقت ها مي بينن ولي سعي مي کنن مثل ديگران ببينن، ولي موفق اون کسي که سعي مي کنه متفاوت و قشنگ ببينه.

        دیدگاه


          #5
          پاسخ : بشتابید... ساختار igbt ودرایو کردن آن

          IGBT ها در قدرت های بالا می تونند کار کنند ولی فرکانس کاریشون نسبتا کمه(چند کیلو هرتز) .خیلی نازکنارنجی هم تشریف دارند چون یه اشتباه کوچیک توی زمانبندیشون باعث میشه قبل اینکه متوجه بشی همشون بترکند! :cry2: (این هم که گفتم منظورم تو بار های سلفیه وگرنه تو بار های مقاومتی که مشکلی وجود نداره)
          ماسفت ها تو فرکانس های بالای سویچینگ کاربرد دارند ولی تو قدرت های کم کار می کنند.عملا تو بار های سلفی بزرگ هم کاربردی ندارند. :agree:
          ولی تو قدرت های بالا از تریستور ها استفاده میشه که خیلی جون سختند ولی پیچیدگی و حجم کار بالاست(صنعتی). برای کوره های القایی واسه مدار اینورترشون همون IGBT تنها چاره کاره چون قدرت کار هم نسبتا کمه.

          :mrgreen: البته در حد پایان نامه ارشد و دکتری وقتی رو کوره القایی کار می کنند اون اینورترش رو به صورت آماده در اختیارشون میگذارند .. تو ایران ساخت این اینورتر ها در حد پایان نامه ی 3-4 تا دکتری هستش (البته تو ایران :rolleyes:-چون خودم تو دانشگام می گم)
          Gracias A La Vida
          [glow=red,2,300]ساخت فرز CNC[/glow]
          http://www.eca.ir/forum2/index.php?topic=56308.0
          http://up9.iranblog.com/images/4xd21f8vemt8g46011fx.jpg
          زمین سفت است و آب شلست و هوا نرم است و همه چیز عالیست در این حوالی...

          دیدگاه


            #6
            پاسخ : بشتابید... ساختار igbt ودرایو کردن آن

            آقا این igbt منو به خاک سیاه نشونده، شبا خواب IGBT میبینم، واسه یه موتور دی سی که به تردمیل مربوط میشه از این ترانزیستور محترم استفاده کردم ولی مشکلی که دارم اینه که وقتی موتور آزاد کار میکنه مشکلی واسه ترانزیستور پیش نمیاد، ولی همینکه میره زیر بار ییهو میسوزه،موتورم روش زده 5 آمپر، از IGBT ،پنجاه 50 آمپری استفاده کردم ولی وقتی با آمپر متر اندازه گرفتم IGBT سر 10 آمپر سوخت،اساتید یه جوری به این حقسر کمک کنید، پولای تو قلکم تموم شد بس که igbt خریدم :sad:

            دیدگاه


              #7
              پاسخ : بشتابید... ساختار igbt ودرایو کردن آن

              نوشته اصلی توسط mbntechco
              آقا این igbt منو به خاک سیاه نشونده، شبا خواب IGBT میبینم، واسه یه موتور دی سی که به تردمیل مربوط میشه از این ترانزیستور محترم استفاده کردم ولی مشکلی که دارم اینه که وقتی موتور آزاد کار میکنه مشکلی واسه ترانزیستور پیش نمیاد، ولی همینکه میره زیر بار ییهو میسوزه،موتورم روش زده 5 آمپر، از IGBT ،پنجاه 50 آمپری استفاده کردم ولی وقتی با آمپر متر اندازه گرفتم IGBT سر 10 آمپر سوخت،اساتید یه جوری به این حقسر کمک کنید، پولای تو قلکم تموم شد بس که igbt خریدم :sad:
              من هم در این زمینه یکمی کار کردم. شماتیک رو قرار بده تا اگه کمکی از دستم بیاد انجام بدم.
              من با ماسفت موتور درایو کردم تا 20 امپر.

              دیدگاه


                #8
                پاسخ : بشتابید... ساختار igbt ودرایو کردن آن

                ناسا جان، تو قسمت avr یک ماه پیش تاپیک زده بودم،شما هم زحمت کشیدی راهنمایی کردی، چشم دوباره نقشه رو میزارم، ممنون که توجه کردی




                موتور = 180 ولت dc و 5 آمپر 4000 دور

                دیدگاه


                  #9
                  پاسخ : بشتابید... ساختار igbt ودرایو کردن آن

                  موتورت در یک جهت می چرخه؟ مشکلت از مدار نیست !زمانبندیت اشتباهه . :rolleyes: نیگاه کن موتور وقتی زیر باره جریان بالایی میکشه و در حکم یه سلف با جریان بالاست . وقتی IGBT قطع می کنه جریان خودشو تو مدار هرزگرد دیود میبنده و چون مقاومت مسیر کمه با ثابت زمانی کم مستحلک میشه :rolleyes: نکته ای که آمار سوزوندن IGBT رو تو ایران برده بالا اینه که این زمان رو بین فرمان ها رعایت نمی کنند ! یعنی تا جریان صفر نشده نباید IGBT ها دوباره فرمان بگیرند وگرنه می سوزند.(اینم نگته توی اینورترا مشکل سازه بیشتر) :cry2: چون مدارت یه مدار چاپر هستش من فکر کنم دو کار زیر رو بکن :
                  1- ببین وقتی مدار سویچ میکنه زیر بار اضافه ولتاژ چقدر دو سر موتور میوفته(اینو واسه این میگم که اگه دیودت از نوع سریع تر (فست) از IGBT نباشه تا بیاد بجنبه یه ولتاژ عظیم میندازه دو سر IGBT.
                  -------> پس اون دیود رو بررسی کن زمان پاسخش کمتر از IGBT باشه.
                  2- یه مدار اسنوبر ببنداز روی IGBT . یه مداره شامل یه خازن و مقاومت.(فقط محاسباتش مهمه)

                  کلا فکر می کنم مشکل سوزوندنت اینه که اضافه ولتاژ میوفته روی IGBT .(زمان دیود رو بررسی کن و مدار اسنوبر ببند)
                  Gracias A La Vida
                  [glow=red,2,300]ساخت فرز CNC[/glow]
                  http://www.eca.ir/forum2/index.php?topic=56308.0
                  http://up9.iranblog.com/images/4xd21f8vemt8g46011fx.jpg
                  زمین سفت است و آب شلست و هوا نرم است و همه چیز عالیست در این حوالی...

                  دیدگاه


                    #10
                    پاسخ : بشتابید... ساختار igbt ودرایو کردن آن

                    مهندس جان ممنونم از اینکه جواب دادی، ایشالا جبران کنم،والا وقنی موتور زیر بار نیست بدون مشکل کار میکنه،وقتی روی تردمیل راه میرم، چون دور موتور کم میشه بعد از 10 دقیقه میسوزه،فرکانسی که با pwm میکرو دادم حدود 7.5 کیلو هرتزه، ممکنه بگی چرا اینقدر زیاد؟چون کمتر از این موتور زوزه میکشه،صدای زیاد میده.


                    در مورد IGBT یه سوال دارم ،همونطور که تو نقشه میبینی،از درایور هیبریدی میتسوبیشی استفاده کردم،سوالم اینه که مقاومت گیت همونی هست که تو دیتا شیت گفته؟


                    سوال دیگه اینکه منمدار رو با ترانزیستور STGW40NC60V و دیود DSEI60 بستم،طبق دیتا شیت دیود Trr دیود از زمان روشن و خاموش شدن ترانزیستور کمتره،چرا دیود و ترانزیستور باهم سوختن؟و سوال آخر اینکه مدار اسنوبر چی هست،بازم تشکر میکنم که وقت میزاری.

                    دیدگاه


                      #11
                      پاسخ : بشتابید... ساختار igbt ودرایو کردن آن

                      من یه موتور 200 DC میخوام درایو کنم با ماسفت نتونستم کسی میدونه با IGBT چطوری میشه این کارو کرد؟ :question: :question:
                      A-Hosseini

                      دیدگاه


                        #12
                        پاسخ : بشتابید... ساختار igbt ودرایو کردن آن

                        مشکلتان با مسفت چه بود ؟لطفا مدار شماتیک را نشان دهید.
                        در زندگی اثر خوب و خاطره خوش از خودمان در این دنیا برجا بگذاریم.etgpsp

                        دیدگاه


                          #13
                          پاسخ : بشتابید... ساختار igbt ودرایو کردن آن

                          نوشته اصلی توسط Majid-BN
                          مهندس جان ممنونم از اینکه جواب دادی، ایشالا جبران کنم،والا وقنی موتور زیر بار نیست بدون مشکل کار میکنه،وقتی روی تردمیل راه میرم، چون دور موتور کم میشه بعد از 10 دقیقه میسوزه،فرکانسی که با pwm میکرو دادم حدود 7.5 کیلو هرتزه، ممکنه بگی چرا اینقدر زیاد؟چون کمتر از این موتور زوزه میکشه،صدای زیاد میده.


                          در مورد IGBT یه سوال دارم ،همونطور که تو نقشه میبینی،از درایور هیبریدی میتسوبیشی استفاده کردم،سوالم اینه که مقاومت گیت همونی هست که تو دیتا شیت گفته؟


                          سوال دیگه اینکه منمدار رو با ترانزیستور STGW40NC60V و دیود DSEI60 بستم،طبق دیتا شیت دیود Trr دیود از زمان روشن و خاموش شدن ترانزیستور کمتره،چرا دیود و ترانزیستور باهم سوختن؟و سوال آخر اینکه مدار اسنوبر چی هست،بازم تشکر میکنم که وقت میزاری.
                          پس به احتمال زیاد مشکل ولتاژ بالاست. وقتی موتور بارداره جریان I زیاد میشه و چون موتور یه بار سلفیه ولتاژ القایی زمانی که IGBT قطع میکنه برابر L*di/dt میشه و این ولتاژ تا زمان هدایت کامل دیود روی IGBT و دیود میفته. احتمالا اول دیود میسوزه(که اتصال کوتاه میشه) بعدشم IGBT می سوزه.
                          بنظرم بار بعدی خواستی مدارو راهبندازی یه خازن نسبتا بزرگ بنداز دو سر IGBT . مدار اسنوبر توی چاپرها کاربرد زیادی دارند که از اضافه ولتاژ روی مدار سویچینگ جلوگیری میکنه. شامل یه R وC میشه. راستش من چاپر با IGBT نساختم واسه همین به طور یقین نمیتونم محاسبات عملیشو بگم. اما به صورت تئوری قابل محاسبه هستش.
                          Gracias A La Vida
                          [glow=red,2,300]ساخت فرز CNC[/glow]
                          http://www.eca.ir/forum2/index.php?topic=56308.0
                          http://up9.iranblog.com/images/4xd21f8vemt8g46011fx.jpg
                          زمین سفت است و آب شلست و هوا نرم است و همه چیز عالیست در این حوالی...

                          دیدگاه


                            #14
                            پاسخ : بشتابید... ساختار igbt ودرایو کردن آن

                            مدارم این بود :
                            نوع N رو 640 ونوع P رو 9640 گذاشتم ولی ولتاژم که بالای 70 میره ماسفت میسوزه من میخوام حداقل 120 ولت ورودی بدم. البته تو دیتاشیت گفته 200 ولی خوب 200 خیلی کمه حداقل 400 میخام که ماسفت P با این مشخصات نیست،( البته تو بازار منظورمه ) مدارمم 6-7 آمپر میکشه.



                            http://www.4shared.com/file/169985592/89cf0ab2/H-Bridge-1.html
                            A-Hosseini

                            دیدگاه


                              #15
                              پاسخ : بشتابید... ساختار igbt ودرایو کردن آن

                              دوست عزیز ماسفتهایی که گفتید توانایی کار در جریان 7 و11 امپر در حرارت 100درجه را دارند واز نظر ولتاژ تا 200 ولت فقط مسئله این است که ولتاژ 120 ولتی را چطور تامیین میکنید ؟اگر منبع تغذیه جداگانه ای داشته باشید نباید مشکلی باشد در غیر اینصورت مشکل خواهید داشت یعنی اگر بخواهید از برق شهر استفاده کنید ماسفتها بدلیل ولتاژ بالا خواهند سوخت و ماسفت نوع پی ولتاژ بالا تا انجا که میدانم در بازار نیست و شما میتوانید مدار را تغییر داده و از ماسفت irfp 460 واز توپولوژی full bridge استفاده نمایید و جهت درایو ماسفتها از ترانس درایور استفاده کنید.
                              در زندگی اثر خوب و خاطره خوش از خودمان در این دنیا برجا بگذاریم.etgpsp

                              دیدگاه

                              لطفا صبر کنید...
                              X