¿Qué es un Controlador de Puerta IGBT?
Un controlador de puerta IGBT (transistor bipolar de puerta aislada) es un circuito eléctrico utilizado para hacer funcionar eficazmente los dispositivos semiconductores conocidos como IGBT.
El objetivo principal de su uso es proporcionar señales precisas a los terminales que actúan como puertas y controlar el comportamiento de conmutación. Esto permite que la conversión de potencia y el control de potencia se lleven a cabo de forma eficaz.
Los controladores de puerta IGBT tienen la capacidad de detectar sobrecorrientes y sobretensiones y proteger los IGBT. La detección de sobrecargas mejora la seguridad y fiabilidad del sistema.
A menudo incorporan circuitos para controlar las interferencias electromagnéticas causadas por la conmutación a alta velocidad, minimizando el impacto en los equipos periféricos.
Aplicaciones de los Controladores de Puerta IGBT
Los controladores de puerta IGBT se utilizan ampliamente en aplicaciones de alta tensión y alta corriente. Los siguientes son algunos ejemplos de las principales aplicaciones:
1. Inversores
Los inversores son dispositivos que convierten la corriente continua en alterna. Suelen utilizarse en sistemas de generación de energía renovable, como los sistemas fotovoltaicos y eólicos. Convierte la energía de CC generada en energía doméstica o industrial.
Los controladores de puerta IGBT están integrados para controlar los IGBT del inversor; los IGBT tienen la capacidad de conmutar altas tensiones y corrientes, lo que permite una conversión eficiente de la energía. El dispositivo amplifica las señales de la puerta IGBT y realiza el control de conmutación a intervalos adecuados para garantizar una conversión de potencia eficiente.
2. Control de Motores
Este sistema se utiliza para controlar diversos motores, como motores industriales y vehículos ferroviarios. Para controlar la velocidad de rotación y el par de un motor, es importante tener un control adecuado de la potencia suministrada al motor.
Por ello, el dispositivo suministra al motor una señal de accionamiento y permite un funcionamiento eficaz del motor. Los sistemas de control de motores de alto rendimiento requieren un comportamiento de conmutación rápido y preciso. Por lo tanto, el papel de este dispositivo es importante.
3. Accionamiento Láser
Este dispositivo se utiliza a menudo para accionar láseres de alta potencia y láseres de conmutación rápida. Esto permite un control preciso de los impulsos del láser.
Principio del Controlador de Puerta IGBT
El principio del controlador de puerta IGBT es controlar con precisión los IGBT para realizar operaciones de conmutación. Como los IGBT requieren una corriente de accionamiento de puerta relativamente alta y es difícil suministrar corriente suficiente con las señales de control comunes, este dispositivo amplifica la señal de puerta. Esto permite suministrar a los IGBT la corriente de accionamiento de puerta adecuada.
Las operaciones de conmutación también requieren un control preciso de los intervalos: el controlador de puerta de los IGBT genera los impulsos de accionamiento adecuados en respuesta a la señal de control y toma el control de la conexión y desconexión de los IGBT. Esto optimiza la velocidad de conmutación y el espaciado de los IGBT y garantiza un control eficaz de la potencia.
Los IGBT necesitan un pequeño tiempo muerto durante la conmutación. Si el tiempo muerto es inadecuado, los IGBT pueden encenderse simultáneamente, lo que puede provocar cortocircuitos. Este dispositivo controla el tiempo muerto y garantiza un funcionamiento de conmutación preciso de los IGBT.
Tipos de Controladores de Puerta IGBT
Existen diferentes tipos de controladores de puerta IGBT para adaptarse a diferentes requisitos. Los siguientes son ejemplos de los tipos más utilizados de estos equipos:
1. Controlador de Puerta IGBT Monocanal
Se trata de dispositivos diseñados para controlar un único IGBT. Es adecuado principalmente para aplicaciones en las que se utiliza un único dispositivo IGBT. Algunos ejemplos son el control de motores de CC y pequeños dispositivos de conversión de potencia.
2. Controlador de Puerta IGBT Multicanal
Estos dispositivos son capaces de controlar varios IGBT simultáneamente. Algunos ejemplos son el control de inversores trifásicos y el control de motores de alto rendimiento.
3. Controlador de Puerta IGBT Aislado
Estos dispositivos tienen un alto grado de aislamiento entre la entrada y la salida. En aplicaciones de alta tensión, las versiones aisladas proporcionan aislamiento eléctrico y aumentan la seguridad del sistema.