Platformă experimentală pentru studiul tranzistorului IGBT

Licență
8/10 (1 vot)
Domeniu: Electronică
Conține 4 fișiere: doc
Pagini : 44 în total
Cuvinte : 7524
Mărime: 1.37MB (arhivat)
Cost: 12 puncte
Profesor îndrumător / Prezentat Profesorului: Orha Ion
proiect de licenta prezentat la Universitatea de Nord Baia Mare

Cuprins

Capitolu I. Introducere .2

Capitolu II. Studiul tranzistorului IGBT .3

II.1. Structura, simbolul şi schema electrică echivalentă a tranzistorului bipolar cu grilă izolată .3

II.2 Funcţionarea tranzistorului IGBT : . .5

1. Intrarea în conducţie a tranzistorului IGBT .5

2. Blocarea tranzistorului IGBT .6

3. Principiile comenzii în grilă a tranzistorului IGBT .8

II. 3.Comutaţia tranzistorului IGBT pe sarcină inductivă .11

1. Modelul utilizat pentru studiul comutaţiei directe a tranzistorului IGBT . 11

2. Comutaţia directă .14

3. Comutaţia inversă .15

II.4.Circuite de comandă în grilă cu cuplaj direct .17

II.5 Protecţia la scurtcircuit şi la supracurent .18

II.6.Protecţia cu circuite snubber a tranzistoarelor IGBT în configuraţie ramură de

invertor .24

II.7. Izolarea galvanică a circuitelor inteligente de comandă .27

Capitolu III. Aplicatii .29

1. Comanda IGBT cu intergrat specializat IR2110 .30

2. Invertor cu IGBT-uri comandat cu circuite discrete .31

3. Protectia tranzistoarelor cu ajutorul unui snubber .36

Capitolu IV. Concluzii .38

BIBLIOGRAFIE .39

ANEXE .40

Extras din document

I. Introducere

Această lucrare de licenţa prezintă ,in detaliu, studiul tranzistorului IRG4BC20UD. Ca obiect principal de cercetare am studiat funcţionarea tranzistorului, comutaţia acestuia pe sarcină inductivă si comanda în grila cu cupaj direct. Am folosit amplificatoare operaţionale si circuite logice CMOS. Pentru că in electronica de putere se lucrează cu tensiuni, frecvenţe si curenti de valoare mare un rol important il au subcircuitele de protecţie. Rolul acestora este de a proteja anumite componente de varfuri de tensiune, frecvenţa ,curenţi, evitandu-se astfel distrugeri ireversibile, care implica anumite costuri.

Fiecare circuit a fost testat cu ajutorul programului de simulări PSpice unde am putut foarte bine sa vizualizăm, reacţia anumitor componente electronice in funcţie de parametri aplicaţi.

La finalul cercetarii am proiectat si realizat practic o platformă experimentală, pentru a putea studia si practic comutaţia tranzistorului IGBT. De asemenea am vizualizat cum reacţinează sistemele de protecţie, la scurtcircuit si supracurent.

Electronica de putere asigură, prin intermediul elementelor semiconductoare funcţionând în comutaţie, adaptarea, atât a formei energiei electrice furnizate de sursă, cât şi a parametrilor acesteia, în funcţie de necesităţile sarcinii.

Partea de putere, convertorul, conectează intre producatorul de energie electrica şi consumbineator doua sau mai multe sisteme electrice potrivind parametrii lor electrici in vederea conectarii lor intre ei.

Fig. 1. Schema bloc a uni sistem electronic de putere

Electronica de control acţionează asupra electronicii de putere în sensul minimizării erorii (diferenţei) dintre valorile de referinţă şi cele de reacţie

Pe lângă funcţia de transfer de energie electronica de putere mai realizează şi o funcţie de protecţie a dispozitivelor electronice de putere care participă la acest transfer. Compartimentul de protecţie conţine senzori, circuite inteligente pentru luarea deciziilor şi elemente de execuţie pentru realizarea protecţiei propriu-zise.

În cadrul unui sistem de reglare automată electronica de putere îndeplineşte funcţia de element de execuţie.

II. STUDIUL TRANZISTORUL BIPOLAR CU GRILĂ IZOLATĂ

II.1. Structura, simbolul şi schema electrică echivalentă a tranzistorului bipolar cu grilă izolată:

Tranzistorul bipolar cu grilă izolată este un dispozitiv cu patru straturi, complet comandabil, cu comandă în tensiune şi conducţie bipolară.

În literatura tehnică acest dispozitiv electronic este codificat cu iniţialele cuvintelor englezeşti “Insulated Gate Bipolar Transistor”. Tranzistorul IGBT se obţine dintr-un tranzistor MOS căruia i se ataşează un strat P+ sub stratul N-. Prin această modificare i se conferă dispozitivului un caracter bipolar. Stratul P nou introdus va injecta goluri în regiunea N-. Va rezulta astfel o cădere de tensiune pe tranzistorul aflat în starea de conducţie mult mai redusă comparativ cu tranzistorul MOS. În principiu, un tranzistor IGBT, este o combinaţie dintre un tranzistor MOS pe partea de intrare şi unul bipolar cu joncţiune pe partea de ieşire.

In fig.2 este prezentata structura aşa numitului tranzistor “IGBT simetric”, sau, “NPT-IGBT” (non punch-through). Urmărind schema electrică echivalentă (fig.2.c) se remarcă existenţa unei structuri de tip tiristor (latch) caracteristică unui dispozitiv cu patru straturi, realizată prin conexiunea colector-bază a celor două tranzistoare bipolare cu joncţiune TNPN şi TPNP, alături de o structură de tip MOS. Pentru a putea controla curentul principal prin dispozitiv utilizând grila structura ce corespunde tiristorului trebuie dezactivată.

Fig. 2. Tranzistorul bipolar cu grilă izolată simetric.(NPT-IGBT) [1]:

a) structura; b) simbolul; c) schema electrică echivalentă

Depunerea metalică a emitorului exterior (fig.2.a) realizează un scurtcircuit între straturile P şi N+ respectiv, între baza şi emitorul tranzistorului NPN.

Prin această operaţie se reduce factorul de aplificare în curent NPN al tranzistorului NPN în ideea menţinerii inegalităţii :

(1)

condiţie care, previne agăţarea structurii de tip tiristor şi implicit, pierderea controlului prin grilă al dispozitivului. Dacă curentul care curge prin rezistenţa Rbe este destul de mare există posibilitatea ca, tensiunea ce cade pe această rezistenţă să polarizeze direct joncţiunea bază-emitor a tranzistorului NPN.

Preview document

Platformă experimentală pentru studiul tranzistorului IGBT - Pagina 1
Platformă experimentală pentru studiul tranzistorului IGBT - Pagina 2
Platformă experimentală pentru studiul tranzistorului IGBT - Pagina 3
Platformă experimentală pentru studiul tranzistorului IGBT - Pagina 4
Platformă experimentală pentru studiul tranzistorului IGBT - Pagina 5
Platformă experimentală pentru studiul tranzistorului IGBT - Pagina 6
Platformă experimentală pentru studiul tranzistorului IGBT - Pagina 7
Platformă experimentală pentru studiul tranzistorului IGBT - Pagina 8
Platformă experimentală pentru studiul tranzistorului IGBT - Pagina 9
Platformă experimentală pentru studiul tranzistorului IGBT - Pagina 10
Platformă experimentală pentru studiul tranzistorului IGBT - Pagina 11
Platformă experimentală pentru studiul tranzistorului IGBT - Pagina 12
Platformă experimentală pentru studiul tranzistorului IGBT - Pagina 13
Platformă experimentală pentru studiul tranzistorului IGBT - Pagina 14
Platformă experimentală pentru studiul tranzistorului IGBT - Pagina 15
Platformă experimentală pentru studiul tranzistorului IGBT - Pagina 16
Platformă experimentală pentru studiul tranzistorului IGBT - Pagina 17
Platformă experimentală pentru studiul tranzistorului IGBT - Pagina 18
Platformă experimentală pentru studiul tranzistorului IGBT - Pagina 19
Platformă experimentală pentru studiul tranzistorului IGBT - Pagina 20
Platformă experimentală pentru studiul tranzistorului IGBT - Pagina 21
Platformă experimentală pentru studiul tranzistorului IGBT - Pagina 22
Platformă experimentală pentru studiul tranzistorului IGBT - Pagina 23
Platformă experimentală pentru studiul tranzistorului IGBT - Pagina 24
Platformă experimentală pentru studiul tranzistorului IGBT - Pagina 25
Platformă experimentală pentru studiul tranzistorului IGBT - Pagina 26
Platformă experimentală pentru studiul tranzistorului IGBT - Pagina 27
Platformă experimentală pentru studiul tranzistorului IGBT - Pagina 28
Platformă experimentală pentru studiul tranzistorului IGBT - Pagina 29
Platformă experimentală pentru studiul tranzistorului IGBT - Pagina 30
Platformă experimentală pentru studiul tranzistorului IGBT - Pagina 31
Platformă experimentală pentru studiul tranzistorului IGBT - Pagina 32
Platformă experimentală pentru studiul tranzistorului IGBT - Pagina 33
Platformă experimentală pentru studiul tranzistorului IGBT - Pagina 34
Platformă experimentală pentru studiul tranzistorului IGBT - Pagina 35
Platformă experimentală pentru studiul tranzistorului IGBT - Pagina 36
Platformă experimentală pentru studiul tranzistorului IGBT - Pagina 37
Platformă experimentală pentru studiul tranzistorului IGBT - Pagina 38
Platformă experimentală pentru studiul tranzistorului IGBT - Pagina 39
Platformă experimentală pentru studiul tranzistorului IGBT - Pagina 40
Platformă experimentală pentru studiul tranzistorului IGBT - Pagina 41
Platformă experimentală pentru studiul tranzistorului IGBT - Pagina 42
Platformă experimentală pentru studiul tranzistorului IGBT - Pagina 43
Platformă experimentală pentru studiul tranzistorului IGBT - Pagina 44

Conținut arhivă zip

  • Anexe.doc
  • coperta2.doc
  • Platforma Experimentala pentru Studiul Tranzistorului IGBT.doc
  • Tema.doc

Alții au mai descărcat și

Sisteme de Achiziție Date pentru Măsurarea Turației

INTRODUCERE Relaţia om - calculator este din ce in ce mai dinamică. Extinderea folosirii calculatoarelor in activităţi care erau pană nu demult...

Radioreceptor Fm Stereo cu Integrat Bm3189

CAP. 4. REALIZARE PRACTICA 4.1 Proiectarea cablajelor imprimate 4.1.1 Generalitati Utilizarea cablajelor imprimate constituie actualmente...

Studiul invertoarelor monofazate și realizarea unui stand de laborator

Introducere Lucrarea de față își propune să prezinte principalele aspecte teoretice și practice în legătură cu convertoarele c.c. - c.a. Alegerea...

Sistem de Comanda cu Microprocesor pentru un Invertor MID

Memoriu Justificativ Datorită perfecţionării tehnologiilor de fabricaţie a dispozitivelor semiconductoare, care au dus la realizarea tiristoarelor...

Radiocomunicatii

1. TEMA DE PROIECTARE: Sa se proiecteze un radioreceptor MA in gama de frecvente UM (526.5KHz¸1606.5KHz),avind o putere de iesire de...

Monitorul

O clasificare sumara a monitoarelor ar putea fi dupa unul din criteriile : a) dupa culorile de afisare -monitoare monocrome (afiseaza doar doua...

Dispozitive și Circuite Electronice 1

Introducere Corpurile solide au o structura cristalina cu atomii si moleculele distribuite într-o retea regulata, în care unitatea structurala...

Introducere în Electronică

Introducere în electronica Azi, stiinta si tehnologia electronicii face ca ,computerele sa functioneze. Aceste aparate executa calcule complexe...

Ai nevoie de altceva?