Qu’est-ce qu’un pilote de grille IGBT ?
Un pilote de grille IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) est un circuit électrique utilisé pour faire fonctionner efficacement un dispositif semi-conducteur appelé IGBT.
L’objectif principal de leur utilisation est de fournir des signaux précis aux bornes qui agissent comme des portes et contrôlent le comportement de commutation. Cela permet d’effectuer efficacement la conversion et le contrôle de la puissance.
Les pilotes de grille IGBT ont la capacité de détecter les surintensités et les surtensions. De ce manière, ils sont capables de protéger les IGBT. La détection des surcharges améliore la sécurité et la fiabilité du système.
Ils intègrent souvent des circuits de contrôle des interférences électromagnétiques causées par la commutation à grande vitesse. Cela minimise ainsi l’impact sur les équipements périphériques.
Utilisations des pilotes de grille IGBT
Les pilotes de grille IGBT sont largement utilisés dans les applications à haute tension et à courant élevé. Voici quelques exemples de ses principales utilisations :
1. Les onduleurs
Les onduleurs sont des dispositifs qui convertissent le courant continu en courant alternatif. Ils sont souvent utilisés dans les systèmes de production d’énergie renouvelable tels que les systèmes photovoltaïques et les éoliennes. Ils convertissent le courant continu généré en courant domestique ou industriel.
Des pilotes de grille IGBT sont intégrés pour contrôler les IGBT dans l’onduleur. Les IGBT ont la capacité de commuter des tensions et des courants élevés, ce qui permet une conversion efficace de l’énergie. Le dispositif amplifie les signaux de la porte IGBT. Ensuite, il effectue la commande de commutation à des intervalles appropriés afin d’assurer une conversion efficace de l’énergie.
2. La commande de moteur
Ce système est utilisé pour contrôler différents moteurs, tels que les moteurs industriels et les véhicules ferroviaires. Il est important d’avoir une bonne maîtrise de la puissance fournie au moteur, notamment pour contrôler la vitesse de rotation et le couple d’un moteur.
Le dispositif fournit donc au moteur un signal d’entraînement et permet un fonctionnement efficace de celui-ci. Les systèmes de commande de moteur performants exigent un comportement de commutation rapide et précis. Le rôle de cet appareil est donc important.
3. La commande de laser
L’appareil est souvent utilisé pour piloter des lasers à haute puissance et des lasers à commutation rapide. Cela permet un contrôle précis des impulsions du laser.
Principe du pilote de grille IGBT
Le principe des pilotes de grille IGBT est de commander avec précision les IGBT pour effectuer des opérations de commutation. Comme les IGBT nécessitent un courant de commande de grille relativement élevé et qu’il est difficile de fournir un courant suffisant avec des signaux de commande courants, le signal de grille est amplifié par ce dispositif. Cela permet d’alimenter les IGBT avec le courant de commande de grille approprié.
Les opérations de commutation nécessitent également un contrôle précis des intervalles : le pilote de grille IGBT génère les impulsions de commande appropriées en réponse au signal de commande et prend le contrôle de l’activation et de la désactivation des IGBT. Cela permet d’optimiser la vitesse de commutation et l’espacement des IGBT et de garantir un contrôle efficace de la puissance.
Les IGBT ont besoin d’un petit temps mort pendant la commutation. Si le temps mort n’est pas approprié, les IGBT peuvent être allumés simultanément, ce qui peut entraîner des courts-circuits. Ce dispositif contrôle le temps mort et assure une commutation précise des IGBT.
Types de pilotes de grille IGBT
Il existe différents types de pilotes de grille IGBT pour répondre à différentes exigences. Les exemples suivants illustrent les types d’équipement les plus couramment utilisés :
1. Le pilote de grille IGBT à une voie
Il s’agit de dispositifs conçus pour contrôler un seul IGBT. Ils conviennent principalement aux applications dans lesquelles un seul IGBT est utilisé. Les exemples incluent la commande de moteurs à courant continu et les petits dispositifs de conversion d’énergie.
2. Les pilotes de grille IGBT multicanaux
Ces dispositifs sont capables de contrôler plusieurs IGBT simultanément. Les exemples incluent la commande d’onduleurs triphasés et la commande de moteurs à haute performance.
3. Les pilotes de grille IGBT isolés
Ces dispositifs présentent un degré élevé d’isolation entre l’entrée et la sortie. Dans les applications à haute tension, les versions isolées fournissent une isolation électrique et augmentent la sécurité du système.