Actualmente estoy realizando un proyecto que me obliga a diseñar un circuito de conmutación para un motor de reluctancia conmutada.
Tengo que elegir un dispositivo de conmutación y me voy con un MOSFET o un IGBT.
Se me ha sugerido que para esta aplicación debería utilizar un IGBT a través de un MOSFET.
¿Cuáles son las razones de esto? ¿Qué ventajas ofrece el IGBT sobre el MOSFET en una aplicación de conmutación como esta?
Esa es una pregunta bastante amplia que probablemente sea mejor tratada en cualquier otro lugar de la web, pero intentaré darte algunos consejos.
Un IGBT es realmente un dispositivo similar a "darlington" donde la primera etapa es un MOSFET que maneja la base de un transistor bipolar de potencia.
Los transisores y mosfets bipolares de potencia tienen sus propias características que difieren y son más apropiadas dependiendo de la circunstancia.
Un transistor bipolar , cuando esté saturado, producirá un voltaje casi fijo a través de la unión colector-emisor en una amplia gama de corrientes. Para aplicaciones de alta corriente, este voltaje puede ser mucho más bajo que a través de la resistencia de la fuente de drenaje de un MOSFET, y como tal, se disipa menos energía y se pierde a través del dispositivo.
Sin embargo, los transistores bipolares deben manejarse con una corriente que sea proporcional a la corriente de carga. Cuando se manejan grandes corrientes, la corriente de base se vuelve lo suficientemente grande como para ser problemática para lo que sea que la esté conduciendo.
MOSFETS por otro lado son impulsados por voltaje. La corriente de excitación requerida solo es proporcional a la corriente de carga requerida para conducir la compuerta al voltaje apropiado. Cuando está en el dispositivo se presenta como una baja resistencia. El voltaje a través de esa resistencia y, por consiguiente, la potencia disipada y perdida por el dispositivo, variará mucho más significativamente con la corriente de carga.
IGBTs básicamente combinan los mejores efectos de ambos dispositivos al costo de cambiar el tiempo. Al proporcionar un darlington MOSFET / Bi-Polar, obtiene las características de Vce bajo impulsadas por el voltaje que puede necesitar al cambiar corrientes grandes. El MOSFET se utiliza para suministrar la gran corriente de base para saturar el transistor bipolar.
Sin embargo , ese compromiso tiene un costo de cambiar el tiempo. La capacitancia efectiva de la puerta de un IGBT es normalmente alrededor de un orden de magnitud mayor que la de un MOSFET en sí mismo.
Lo que es mejor usar para una aplicación en particular realmente depende de qué y cómo intentas conducir a través de la carga.
Consideraciones de diseño: Comience con sus corrientes requeridas. Si puede encontrar un MOSFET simple que, cuando está encendido a esa corriente, produzca cerca del mismo voltaje que producirá un transistor bipolar saturado, o menos, no necesita usar un IGBT. Si su caída de voltaje es demasiado alta con un diseño MOSFET directo, considere un IGBT pero tenga en cuenta que el circuito de conducción necesita operar a una frecuencia considerablemente más lenta.
En última instancia: debe hacer su debida diligencia y observar las especificaciones de las piezas para determinar qué dispositivo disponible y asequible desperdicia menos energía / disipa menos calor y funcionará en las frecuencias que planea diseñar para. No hay atajos aquí.
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