Principio del circuito de control de un inversor iGBT
El principio de un circuito de control de un IGBT (transistor bipolar de puerta aislada) VFD gira en torno a la conmutación controlada de los IGBT para convertir CC (corriente continua) en CA (corriente alterna). Este proceso permite el funcionamiento de variadores de frecuencia (VFD), variadores de velocidad, fuentes de alimentación y aplicaciones de energía renovable.
Principio de funcionamiento de un circuito de control de IGBT en un inversor
Control de control de compuerta
El IGBT es un dispositivo semiconductor controlado por voltaje con un voltaje de compuerta-emisor (V_GE) que determina su estado de conmutación.
Un circuito de control de compuerta proporciona el voltaje necesario (normalmente 15 V para encendido y -5 V a 0 V para apagado) y la corriente para conmutar el IGBT de manera eficiente.
Conmutación de modulación por ancho de pulso (PWM)
El inversor genera una forma de onda de CA conmutando los IGBT en una secuencia específica mediante señales PWM.
Un microcontrolador o DSP (procesador de señal digital) genera señales PWM, que el controlador de compuerta amplifica para controlar el IGBT.
Conmutación de lado alto y lado bajo
El inversor generalmente consta de un circuito de puente H trifásico o monofásico, donde los IGBT están dispuestos en pares complementarios (interruptores superior e inferior).
El controlador de compuerta garantiza la sincronización adecuada para evitar el disparo continuo (ambos interruptores conducen simultáneamente).
Aislamiento y protección
Aislamiento: para evitar daños por alto voltaje, se utilizan optoacopladores o transformadores para aislar el circuito de control de la etapa de potencia.
Protección: incluye protección contra cortocircuito, protección contra sobretemperatura y detección de desaturación para evitar fallas del IGBT.
Inserción de tiempo muerto
Se introduce un pequeño retraso (tiempo muerto) entre las transiciones de conmutación para evitar que ambos IGBT en una pata se enciendan simultáneamente.
Arranque para excitación del lado alto
Dado que el IGBT superior requiere una tensión de compuerta superior a la tensión del colector, un circuito de arranque (diodo y condensador) proporciona la tensión de excitación del lado alto necesaria.