Công nghệ IGBT trong gia công kim loại

06.07.16, 7:30 GMT+7

Máy hàn điện tử và máy cắt plasma hiện nay đa phần áp dụng công nghệ IGBT, công nghệ mới tiên tiến. Nhưng chắc chắn có rất nhiều người không hiểu rõ về khái niệm IGBT này. Hôm nay, technologyMag.net sẽ giới thiệu đến Quý độc giả những khái niệm và ưu điểm của công nghệ IGBT.

Khái niệm
IGBT viết tắt của cụm từ tiếng anh Insulated Gate Bipolar Transistor: Transistor có cực điều khiển cách ly là một linh kiện bán dẫn công suất ba cực. IGBT kết hợp khả năng đóng cắt nhanh của MOSFET và khả năng chịu tải lớn của transistor thường. Mặt khác IGBT cũng là phần tử điều khiển bằng điện áp, do đó công suất điều khiển yêu cầu sẽ cực nhỏ

IGBT là một loại van công suất tuyệt vời. Khác với thysistor, IGBT cho phép bạn đóng cắt một cách vô tư bằng cách đặt điện áp điều khiển lên hai cực G và E. Điện áp ra đo được trên van rất đồng dạng với điện áp điều khiển. IGBT thường dùng trong các mạch biến tần hay các bộ băm xung áp một chiều. Driver của IGBT cũng sẵn có ở Việt Nam, nhưng có giá thành cao.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
Về cấu trúc bán dẫn, IGBT rất giống với MOSFET, điểm khác nhau là có thêm lớp nối với collector tạo nên cấu trúc bán dẫn p-n-p giữa emiter (tương tự cực gốc) với collector (tương tự với cực máng), mà không phải là n-n như ở MOSFET. Vì thế có thể coi IGBT tương đương với một transistor p-n-p với dòng base được điều khiển bởi một MOSFET.

Cong-nghe-IGBT-trong-gia-cong-kim-loai-1

Dưới tác dụng của áp điều khiển Uge>0, kênh dẫn với các hạt mang điện là các điện tử được hình thành, giống như ở cấu trúc MOSFET. Các điện tử di chuyển về phía collector vượt qua lớp tiếp giáp n-p như ở cấu trúc giữa base và collector ở transistor thường, tạo nên dòng collector.

Ưu điểm và hạn chế
IGBT hiện nay được người ta hy vọng nó dần dần sẽ thay thế tất cả các loại khóa còn lại. Bên cạnh những ưu điểm vượt trội thì vẫn còn một số những hạn chế nhất định.

Ưu điểm:
– Cho phép đóng cắt dễ dàng, chức năng điều khiển nhanh
– Chịu áp lớn hơn MOS, thường 600V tới 1.5kV, những loại lớn hơn thì hơi đặc biệt
– Tải dòng lớn, cỡ xấp xỉ 1KA. Sụt áp bé và cũng điều khiển bằng áp

Hạn chế:
– Công suất vừa và nhỏ
– Tần số thấp hơn nhiều so với MOS. Do vậy, với những ứng dụng cần tần số cao áp 400V thì MOS vẫn được ưu tiên. Nếu IGBT hoạt động ở tần số cao thì sụt áp sẽ lớn
– Giá thành cao hơn các linh kiện khác như MOSFET

Máy hàn điện tử áp dụng công nghệ IGBT
So với những dòng máy hàn cơ trước đây thì máy hàn điện tử hiện nay được ứng dụng công nghệ mới IGBT tiên tiến và hiện đại hơn. Ưu điểm vượt trội của máy hàn công nghệ IGBT là: Tiết kiệm điện hơn, dòng hàn ổn định; Mối hàn đẹp và sáng hơn, không có xỉ vì dòng hàn cao hơn; Trọng lượng nhẹ, dễ sử dụng.

Cong-nghe-IGBT-trong-gia-cong-kim-loai-2Chiếc máy hàn que với thiết kế nhỏ gọn tiện lợi dễ sử dụng, thích hợp với đi công trình

Sử dụng công nghệ Inverter – IGBT, tần số 20 KHz, giảm đáng kể kích thước và trọng lượng của máy hàn. Thiết kế tiên tiến cung cấp nguồn điện phụ trợ, tạo ra một phạm vi rộng lớn hơn của nguồn điện hàn.

(Nguồn: scviet.com)

 

Ý kiến bạn đọc