Силові транзисторні ключі - студопедія
В якості силових ключів в апаратах застосовують біполярні транзистори ДРТ (Bipolar Power Transistor); польові транзистори з ізольованим затвором MOSFET (Metal - Oxid - Semiconductor - Field - Effect - Transistor); біполярні транзистори з ізольованим затвором IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor).
Біполярні транзистори, комутуючі струми більше 50 А, зазвичай розраховані на напругу до 600 В і частоту перемикань до 20 кГц.
Ключі на польових транзисторах з ізольованим затвором мають більшу швидкодію. Частота комутації до 100 кГц. При токах понад 50 А допустима напруга зазвичай не перевищує 500 В. Опір провідного каналу включеного транзисторного ключа в районі 0,5 Ом.
Ключі на біполярних транзисторах з ізольованим затвором об'єднують позитивні властивості біполярного і польового транзисторів. Подібно біполярному транзистору IGBT-транзистор має малі втрати потужності у включеному стані і високий вхідний опір ланцюга управління, характерне для польових транзисторів.
На рис. 6.7 показані умовні позначення польових транзисторів з індукованим (рис. 6.7а) і вбудованим (рис. 6.7б) каналом n-типу; біполярного транзистора з ізольованим затвором (рис. 6.7в), а також спрощена еквівалентна схема IGBT (рис. 6.7г). Висновки транзисторів позначені буквами: З - затвор, І - витік, С - стік, П - підкладка, К - колектор, Е - емітер.
Транзистор IGBT закритий, якщо на затвор подано напругу. Включення IGBT з каналом n-типу здійснюється подачею на затвор позитивної напруги (uЗЕ) щодо емітера. Силові IGBT коммутируют струми до 5 кА при частоті комутації до 100 кГц.
Вітчизняна промисловість виробляє силові модулі на біполярних, польових і біполярних транзисторах з ізольованим затвором. Типові схеми з'єднання елементів в модулях, як правило, відповідають типовим схемам перетворення параметрів електричної енергії. Наприклад, випускаються модулі за схемами однофазних і трифазних випрямлячів і інверторів, модулі за схемами ключових регуляторів напруги і ін. Деякі модулі розширюють можливості застосування транзисторних ключів, змінюючи їх вольт-амперні характеристики (рис. 6.8).
Приклади силових модулів на польових транзисторах і біполярному транзисторі з ізольованим затвором наведені на рис. 6.9.
Модуль на польових транзисторах (рис.6.9) містять два послідовно з'єднаних ключа із зворотними швидко відновлюються діодами. У модулі на біполярному транзисторі з ізольованим затвором реалізовано послідовне з'єднання діода і транзистора з швидко відновлюються діодом.