Mosfet i IGBT

Ocena użytkowników:  / 1
SłabyŚwietny 

A teraz trochę o mosfetach i IGBT.

    Kiedy pojawiłu się specjalne tranzystory mocy, których parametry pozwoliłyna produkcję inwertorów o dużych prądach wyjściowych doszło do ukształtowania się dwóch niezależnych dróg rozwoju nowoczesnych spawalniczych źródeł zasilających. Jedna z nich wykorzystuje tranzystory wytwarzane technologią MOSFET (tranzystor polowy z izolowaną bramką), druga bazuje na elementach nazywanych IGBT (tranzystor bipolarny z izolowaną bramką). Na czym polegają zasadnicze różnice pomiędzy obu grupami urządzeń i jaki jest ich wpływ na własności użytkowe sprzętu spawalniczego?

Inwertor na układzie

     Producenci wytwarzający przede wszystkim tanie spawarki inwertorowe zaczęli stosować łatwo dostępne i niedrogie tranzystory wysokonapięciowe produkowane z zastosowaniem szeroko rozpowszechnionej technologii MOSFET. Pospolitość i niska cena tego rodzaju elementów stworzyła możliwość konstruowania i produkowania małych i lekkich urządzeń spawalniczych. Dzięki temu stosunkowo wysokiej częstotliwości pracy układu przełączającego, który formuje napięcie przemienne zasilające transformator spawarki, uzyskuje się bardzo poważną redukcję jego rozmiarów i masy w stosunku do konstrukcji konwencjonalnych. Największą i bardzo poważną wadą sprzętu bazującego na elementach półprzewodnikowych MOSFET jest konieczność równoległego łączenia niekiedy bardzo wielu tranzystorów mocy. Pojedyncze MOSFET’-y, choć zdolne sprostać wysokim napięciom, jakie występują w obwodach zasilających spawarek nie są wystarczające pod względem obciążalności prądowej. Konfiguracja równoległa stwarza realne ryzyko nierównomiernego rozpływu prądu pomiędzy poszczególnymi półprzewodnikami mocy i w wielu przypadkach staje się bezpośrednią przyczyną poważnych uszkodzeń sprzętu. Atrakcyjne wymiary i niska cena spawarek produkowanych z wykorzystaniem tranzystorów MOSFET są okupione słabą niezawodnością i dużą wrażliwością na zmienne warunki pracy.

     Niektore firmy po analizie możliwości rozwoju poszczególnych tranzystorów doszli do wniosku, że najbardziej rozwojowe są technologie IGBT.

Pozwala ona na stosowanie pojedynczych niewielkich elementów, bez potrzeby problematycznego łączenia wielu równoległych tranzystorów. Na pierwszy rzut oka większe, droższe i pracujące z mniejszymi częstotliwościami przełączania elementy IGBT wydawały się mniej atrakcyjnie od konkurencyjnej serii MOSFET. Znacznie większe koszty zakupu, wielokrotnie przekraczające cenę MOSFET’-ów oraz bardzo ograniczona liczba producentów tranzystorów IGBT stanowiły dodatkową barierę utrudniającą ich stosowanie.

Chińska spawarka w technologii IGBT - Legenda rewelacyjnej jakości - Sherman ARC 200C - https://domtechniczny24.pl/sherman-spawarka-inwertorowa-mma-arc-200c.html 
Mijał czas, i dość zawodne oraz bardzo kłopotliwe do naprawy spawarki MOSFET zatrzymały się na drodze swojej technicznej ewolucji. Stało się tak dlatego, że w minionych latach przemysł półprzewodników mocy nie zrobił specjalnych postępów w dziedzinie wytwarzania stosowanych w nich tranzystorów, za to produkcja półprzewodników IGBT podlegała bezustannym i szybkim przeobrażeniom. Konstruktorzy z firm, które z dużym wyczuciem przewidywali dynamiczny rozwój technologii półprzewodników IGBT mogą pochwalić się spawarkami pracującymi z niedostępną dla nich do tej pory częstotliwością aż 80 000 Hz.

   
© ALLROUNDER