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En applications des onduleurs, le onduleur IGBT (Insulated-Gate Bipolar Transistor) and Onduleur MOSFET sont deux éléments essentiels pour convertir le courant de l'onduleur de la source de courant continu en courant alternatif afin d'alimenter tous les appareils susceptibles d'accroître la productivité d'une manière sûre, écologique et durable.
Connue comme l'option sélectionnable d'un transistor inverseurLe développement des onduleurs IGBT et MOSFET a considérablement augmenté pour répondre aux besoins de modernité et de sécurité d'aujourd'hui, car leur rôle est de fonctionner avec précision pour convertir et contrôler la puissance.
Cet article se penche sur le rôle des onduleurs IGBT et MOSFET, sur les avantages et les inconvénients, et sur leurs caractéristiques respectives.
Onduleur IGBT vs. MOSFET : Définition
Qu'est-ce qu'un onduleur IGBT ?
The Insulated-Gate Bipolar Transistor is one type of transistor used to convert a DC source to AC for high-power and high-voltage systems.
Qu'est-ce qu'un onduleur MOSFET ?
Un transistor à effet de champ métal-oxyde-semiconducteur est l'un des transistors utilisés dans un circuit électronique pour commuter à grande vitesse dans un système à basse ou moyenne tension.
Onduleur IGBT vs. MOSFET : leur fonctionnement
Fondamentalement, les principes de fonctionnement de l'IGBT et du MOSFET sont similaires. L'IGBT et le MOSFET sont des dispositifs commandés par la tension avec des actions de commutation, mais les mécanismes internes diffèrent.
Lorsqu'une tension est appliquée à la borne de la grille d'un IGBT, celui-ci s'allume et s'éteint. L'IGBT s'allume lorsqu'une tension positive est appliquée à la grille. Ce processus de commutation permet au courant de circuler du collecteur vers l'émetteur. Lorsque la tension est retirée de la grille, l'IGBT s'éteint et le courant ne peut plus circuler.
Dans les MOSFET, lorsqu'une tension positive (pour un MOSFET à canal N) est appliquée à la grille, elle crée un champ électrique qui permet au courant de circuler de la source au drain. C'est là que l'interrupteur est activé. Lorsqu'aucune tension ou une tension négative est appliquée à la grille, l'inverseur MOSFET s'éteint
Aspects à prendre en compte lors du choix d'un convertisseur de puissance
Ces aspects permettront d'élaborer les avantages et les inconvénients de l'IGBT par rapport au MOSFET.
Capacité de traitement de la puissance
La première chose à prendre en compte lorsque l'on décide d'utiliser un IGBT ou un MOSFET comme élément d'un système d'alimentation en énergie. circuit inverseur est leur capacité de traitement de la puissance. Il s'agit de la tension et du courant qu'un composant peut supporter sans s'endommager. Cela peut avoir une incidence sur la capacité de l'onduleur.
- Les IGBT excellent dans les applications à haute tension et à courant élevé. Leur capacité à gérer des niveaux de puissance plus élevés les rend adaptés aux systèmes lourds tels que les entraînements de moteurs industriels, les transmissions à haute tension ou même les réseaux électriques.
- Les onduleurs MOSFET sont plus performants dans les systèmes de faible à moyenne puissance et ne peuvent généralement pas gérer les tensions élevées supérieures à 400 V aussi efficacement que les IGBT.
Fréquence de commutation
Deuxièmement, le principal aspect à prendre en compte est la vitesse de commutation. Il s'agit de la vitesse à laquelle le transistor s'allume et s'éteint en cours de fonctionnement.
- Les IGBT sont relativement lents à commuter. C'est pourquoi ils sont moins adaptés aux applications à haute fréquence. La vitesse de commutation est essentielle dans des applications telles que onduleur haute fréquence ou les circuits RF.
- Les onduleurs MOSFET sont connus pour leur supériorité en matière de capacité de commutation rapide, et conviennent donc parfaitement aux systèmes de commutation à haute fréquence. Ils sont donc plus adaptés aux systèmes de commutation à haute fréquence. Ceci est valable pour les applications basse tension qui nécessitent une commutation rapide, telles que les convertisseurs DC-DC ou l'électronique de puissance à haute vitesse.
Efficacité
Ensuite, le rendement. Il s'agit de l'efficacité avec laquelle un convertisseur de puissance minimise les pertes d'énergie au cours du processus de conversion. En raison de cet aspect vital, le fabricant d'onduleurs Joeyoung produit de nombreux onduleurs adaptés au marché unique de chaque client. Avec un rendement de 99%, l'appareil a certainement une perte d'énergie minimale, tout en étant rentable.
Fiabilité et durabilité
Tout le monde souhaite disposer d'un appareil de haute qualité qui puisse être utilisé pendant une longue période. La fiabilité et la durabilité du composant garantissent un fonctionnement normal sans défaillance.
- Les IGBT, étant donné qu'ils sont conçus et adaptés pour des applications à haute puissance, nécessitent une dissipation thermique appropriée et une protection contre les surtensions et les surintensités. Un système bien entretenu peut offrir une longue durée de vie.
- Les onduleurs MOSFET sont fiables dans les contextes de faible puissance, mais ils sont sensibles aux dommages causés par les hautes tensions ou à une mauvaise gestion.
Performance thermique et refroidissement
Étant donné que la conversion d'énergie génère de la chaleur, les performances thermiques et le système de refroidissement sont essentiels pour évaluer la capacité d'un composant à dissiper efficacement la chaleur.
- Les IGBT, qui peuvent supporter un courant et une tension élevés, ont tendance à générer plus de chaleur pendant les pertes de commutation.
- Les MOSFET nécessitent également un bon système de refroidissement. Cependant, les onduleurs MOSFET génèrent moins de chaleur.
Adéquation de l'application
Un autre aspect essentiel à prendre en considération est l'adéquation de l'application. Des systèmes différents exigent des caractéristiques de transistor différentes.
- Les IGBT, comme nous l'avons déjà mentionné, sont parfaits pour gérer des systèmes de grande puissance avec des fréquences de commutation modérées.
- Les MOSFET sont mieux adaptés au fonctionnement des systèmes de faible à moyenne intensité.
Ces deux opérations peuvent être effectuées dans un onduleur solaire ou un convertisseur DC-DC.
Coût et disponibilité sur le marché
Le dernier élément à prendre en compte, mais qui peut affecter le budget global du projet, est le coût. La disponibilité sur le marché détermine la facilité avec laquelle il est possible d'obtenir le composant.
- Les IGBT sont généralement plus chers que les onduleurs MOSFET. Ce coût est justifié par les performances et la puissance élevées qu'ils peuvent supporter. Les IGBT valent le coût initial plus élevé pour les systèmes à grande échelle nécessitant un rendement élevé et une grande durabilité.
- Les onduleurs MOSFET, en raison des systèmes de faible à moyenne puissance, sont généralement moins coûteux que les IGBT.
Onduleur IGBT vs. MOSFET : Résumé des avantages et des inconvénients
| Fonctionnalité | IGBT | MOSFET |
|---|---|---|
| Commutation | Plus lent que le MOSFET, ne convient pas aux applications à haute fréquence. | Commutateur rapide, adapté aux applications à haute fréquence. |
| Traitement de la tension | Haute tension (jusqu'à plusieurs kV). | Faible tension moyenne (typiquement jusqu'à 250V). |
| Traitement actuel | Courants élevés (jusqu'à des centaines d'ampères). | Plus faible que les IGBT. |
| Perte de puissance | Pertes de conduction plus élevées que celles des MOSFET. | Pertes de conduction plus faibles. |
| Efficacité | Moins efficace à haute fréquence de commutation. | Très efficace à des fréquences de commutation élevées. |
| Applications | Utilisé dans des applications de haute puissance et de haute tension. | A utiliser dans les circuits de puissance faible à moyenne et de haute fréquence. |
| Coût | Plus cher | Moins cher |
| Taille | Plus grande taille pour les applications à haute puissance | Plus petit et plus compact |
Conclusion
Planifiez votre appareil avec Joeyoung Fabricant d'onduleurs pour des produits de haute qualité avec un service ODM/OEM adapté à vos besoins de manière rentable.
Questions fréquemment posées
L'onduleur MOSFET peut être préférable si l'application nécessite des fréquences de commutation élevées pour une charge faible à moyenne.
La durée de vie d'un MOSFET dépend de sa qualité, de son utilisation et de sa gestion thermique. Avec une bonne conception et un refroidissement adéquat, ils peuvent durer plusieurs années.
Les onduleurs MOSFET sont limités par leurs capacités de traitement de la tension et du courant. Ils ne sont pas idéaux pour les applications à très haute tension ou à l'échelle industrielle.
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