تکنولوژی IGBT چیست و چه کاربردی در اینورتر جوشکاری دارد؟

یکی از تکنولوژی‌های مورد استفاده در دستگاه‌های اینورتر جوشکاری، تکنولوژی IGBT است. اما IGBT چیست و چه نقشی در عملکرد اینورتر دارد؟ کاربرد آن چیست؟ در این مقاله به تکنولوژی IGBT در اینورتر جوشکاری می‌پردازیم.

رونیکس را بخوانید!

IGBT چیست؟

IGBT مخفف عبارت انگلیسی Insulated Gate Bipolar Transistor با معنای تحت‌اللفظی «ترانزیستور دوقطبی با گیت عایق‌شده» است. در زبان فارسی ترانزیستور دوقطبی IGBT برای معرفی این تکنولوژی، متداول‌تر هستند.

این ترانزیستور دوقطبی، قطعه‌ای نیمه‌رسانا و متشکل از سه ترمینال بوده و عملکردی بین ترانزیستور پیوندی دوقطبی (BJT) و ترانزیستور اثر میدان (MOSFET) دارد. امپدانس ورودی بزرگ و سرعت بالای سوئیچینگ در ماسفت و ولتاژ اشباع پایین BJT در ترانزیستور IGBT با هم ترکیب شده‌اند که حاصل آن، قابلیت عملکرد در مقادیر بالای جریان کلکتور-امیتر با ولتاژ گیت تقریبی صفر است.

به نقل از سایت ایران جوش میتوان گفت:
این سیستم برای ولتاژهای زیر 250 ولت کاربردی است.سیستم ماسفت در تغییرات زیاد بار ورودی،ولتاژهای کم تر از 250 ولت و توان های کم تر از 500 وات به کار می روند.

نوع دیگر سیستم IGBT یا ترانزیستور دو قطبی با در گاه عایق می باشد که از نیمه هادی قدرت می باشد و به عنوان یک سوئیچینگ الکترونیکی استفاده می شود و در بسیاری از وسایل برقی بزرگ مانند یخچال ، تردمیل ، دستگاه تهویه ، اینورتر جوشکاری ، ترانس و… به کار می رود.

آشنایی با ساختار IGBT

IGBT از چهار لایه نیمه‌رسانا برای ایجاد یک ساختار PNPN تشکیل شده است. مطابق شکل، الکترود کلکتور (C) به لایه P متصل شده و امیتر (E) بین لایه‌های P و N متصل می‌شود. یک بستر + A P در ساختار IGBT استفاده می‌شود. یک لایه – N بالای آن قرار می‌گیرد تا اتصال PN J1 ایجاد شود. دو ناحیه P در بالای لایه N برای برقراری اتصال PN J2 تشکیل می‌شوند. طراحی ناحیه P به شکلی است که مسیری را در وسط برای الکترود گیت (G) ایجاد می‌کند. مناطق N+ روی ناحیه P پراکنده می‌شوند.

مزایای استفاده از IGBT

ترانزیستور IGBT در مقایسه با ترانزیستورهای دوقطبی معمولی، بهره توانی و قابلیت عملکرد در ولتاژ بالاتری را ارائه می‌دهد. همچنین تلفات ورودی در IGBTها پایین‌تر است.

مقاومت حالت هدایت پایین نسبت به ماسفت استاندارد، سادگی راه‌اندازی، سرعت سوئیچینگ نسبتا بالا و راه‌انداز گیت صفر، از دیگر مزایای IGBTها هستند.همچنین به نقل از سایت ریزموج الکترونیک رسام:

“ترانزیستور های igbt نوعی ترانزیستور اثر میدان (FET) می باشند که با ترانزیستور دو قطبی ترکیب شده اند. در قسمت ورودی ترانزيستور igbt از یک ماسفت کانال N با گیت ایزوله شده و در قسمت خروجی آن از یک ترانزیستور دو قطبی PNP استفاده شده است. به همین دلیل این قطعه می تواند یک مدار دارلینگتون تشکیل دهد.

همان طور که اشاره کردیم ransistor igbt دارای سه ترمینال یا همان پایه است. این پایه ها کلکتور (Collector)، امیتر (Emitter) و گیت (Gate) نام دارند. از پایه های کلکتور (Collector) و امیتر (Emitter) جریان عبور می کند و این پایه ها متناظر با مسیر هدایت هستند. پایه گیت (Gate) نیز وظیفه کنترل قطعه را بر عهده دارد. میزان تقویت کنندگی ترانزیستور های igbt با نسبت سیگنال خروجی به سیگنال ورودی برابر است.”

بیشتر بخوانید:
چرخه عملکرد دستگاه جوش اینورتر چیست؟
تکنولوژی توربو فن پلاس در اینورتر جوشکاری چیست؟

IGBT چه کاربردی دارد؟

 IGBT در کاربردهای الکترونیک، به عنوان یک سوئیچ الکترونیکی برای افزایش بازدهی و سوئیچینگ سریع در لوازم الکترونیکی، خودروهای برقی، سیستم‌های آمپلی‌فایر و نیز در ساخت انواع اینورتر جوشکاری، ترانس جوش و منبع برق اضطراری UPS مورد استفاده قرار می‌گیرد.

از IGBTها در کاربردهای ولتاژ بالا نظیر مدولاسیون پهنای پالس (PWM)، کنترل سرعت متغیر و حتی در اینورترهای DC-AC خورشیدی نیز استفاده می‌شود.

اینورترهای نسل جدید رونیکس: جوشکاری با تکنولوژی IGBT، الکترود پنج و 200 آمپر واقعی

در برد اینورترهای جوشکاری رونیکس، از تکنولوژی IGBT استفاده شده و جریان DC به AC تبدیل می‌شود. تکنولوژی استفاده از ترانزیستور دو قطبی با گیت عایق‌شده (IGBT)، با وجود قابلیت عملکرد در ولتاژها و جریان‌های بالا و نیز سوئیچینگ سریع در این دستگاه‌ها موجب افزایش کیفیت جوش، نفوذ بیشتر، کاهش مصرف انرژی و در نتیجه، افزایش اثربخشی دستگاه می‌شود.

بیشتر بخوانید: 0 تا ۱۰۰ معرفی اینورتر جوشکاری تفنگی + مزایا و معایب

تیم خلق محصول رونیکس، در ساخت اینورترهای جوشکاری RH-4602 و RH-4604 نهایت کیفیت و دقت را به کار برده تا بتوانید لذت جوشکاری حرفه‌ای با این دو اینورتر را تجربه کنید. استفاده از تکنولوژی IGBT در کنار چرخه کاری بالای 60%، قابلیت جوشکاری بی‌وقفه با الکترود پنج و 200 آمپر واقعی باعث شده تا این دو دستگاه اینورتر جوش، به نمونه‌هایی بی‌رقیب در بازار ابزار تبدیل شوند. اما این صرفا یک ادعا نیست. در بخش بعدی با ما همراه باشید!

الکترود پنج، چالشی به سبک رونیکس

استادکارهای حرفه‌ای می‌دانند که از الکترودهای سایز بالا مانند ۴ و ۵ برای فعالیت‌های صنعتی‌ و جوشکاری اسکلت فلزی استفاده می‌شود. برای استفاده از این الکترودها لازم است از دستگاه‌های اینورتر قدرتمند و ظرفیت بالا استفاده کنید. در غیر این صورت، به دستگاه فشار می‌آید و آسیب می‌بیند.

برای کاربرد الکترود پنج و نفوذ بیشتر باید از دستگاه‌های اینورتر250 آمپر به بالا استفاده کنید. اما نسل جدید اینورترهای RH-4602 و RH-4604 رونیکس با 200 آمپر واقعی، با طراحی حرفه‌ای و ساختار مقاومی ساخته می‌شوند. با استفاده از این دستگاه‌ها می‌توانید الکترود پنج را ظرف مدت 20 دقیقه و به‌ صورت مداوم آب کنید.

رونیکس برای اثبات این موضوع، چالش الکترود پنج را با تست کیفی این دو مدل اینورتر جوشکاری خود انجام داد. جوشکاری با الکترود پنج و با جریان خروجی 200 آمپر آغاز شد. نتایج این آزمون نشان داد که با استفاده از الکترود پنج برای اینورترهای جوشکاری RH-4602 و RH-4604 رونیکس، می‌توانید 20 دقیقه بی‌وقفه و با 200 آمپر واقعی جوشکاری کنید.

بیشتر بخوانید: بررسی کامل و کاربردی اینورتر جوشکاری تاپ لاین RH-4608 رونیکس