IGBT-Based Motor Drives in Public Transports

The IGBT has a major impact on the transportation sector in all over the world. It enabled the introduction of cost-effective and reliable electronic ignition systems that have improved gasoline fuel efficiency by at least 10 percent. They have also been critical elements in the improvement of mass transit systems and the deployment of electric and hybrid electric vehicles. Modern mass transit systems rely upon electric trains where the propulsion is derived from supplying AC power to motors. High-speed rail, such as the European TGV and the Japanese Shinkansen bullet trains allows travel by large numbers of people while avoiding fossil fuel consumption experienced with gasoline-powered automobiles and aircraft. Until the 1990s, the silicon GTO was the only available power semiconductor switching device with the power handling capability suitable for this application. In the 1990s, the ratings of IGBTs had sufficiently advanced, to exceed one Mega-Watt allowing penetration of the IGBT into this traction market. 

The availability of the IGBT allowed significant improvements in the motor drive technology due to the elimination of snubber circuits and an increase in the operating frequency of the inverter circuit used to deliver power to the motors. Mass transit systems within cities must rely upon busses, trams, and underground trains. Many cities have been replacing gasoline-powered buses with electric buses and trams to reduce urban pollution. All of these below requirements were met by using the IGBT-based motor drive in control system for the electric transit bus: (a) wide range of speed including high operating speed; (b) large startup torque for good acceleration; (c) high efficiency; and (d) regenerative braking to increase utilization of batteries. In Europe and Japan, electric tram transit systems have been modernized by using IGBT-based motor drives. According to AEG-Westinghouse Transport Systeme, Germany, the low floor concept is becoming a standard customer prerequisite. This has been enabled by today’s IGBT modules.

IGBT on HEVs

Due to the continuous aggressive rising of fuel cost in many countries these days, automotive makers are looking at increasing the production of Hybrid Electric Vehicles in response. Meaning, electric compressor productions are increasing as well which is commonly driven with IGBT.

In addition, IGBT also known as Insulated Gate Bipolar Transistor usage makes it more advantageous as it operates in low frequency for low conduction that grants reducing size for more efficient usage.

In line with this, another IGBT application is the increase in battery capacity to improve driving range.  Batteries that have high voltages may require power devices that promote low loss and higher withstand voltages.

These kinds of demand are the primary drivers in the IGBT market growth that requires an increase of supply as well otherwise, growth could be hindered and may result in business loss.

HEVS drives IGBT Crazy

Thirty years ago, back to the first time, the IGBT was commercialized, IGBT devices have a

voltage breakdown of 1100V. Right from then, IGBT power range has developed to 400-

6,500V, making IGBTs to be a part of all power electronics applications and strongly impacted

the HEV/EV industry.

Mass production and innovations of HEV/EV justify the promising future of IGBT. In fact, by

2020, it is expected that HEV/EV represents almost 50% of the IGBT market.

Major contributor in the IGBT market that exercises the IGBT application on HEVS are Chinese

companies. Since they are willing to compete with the European and Japanese players and

challenged them with the latest innovative technologies at the module level, especially the

packaging.

Toshiba Dispatches Opto-Disengaged IGBT Entryway Pre-Driver IC for In-Vehicle Inverters

TOKYO- - (BUSINESS WIRE)- - Toshiba Organization's (TOKYO:6502) Stockpiling and Electronic Gadgetshttp://www.uscomponent.com/ Arrangements Organization today reported the dispatch of "TB9150FNG," an opto-separated IGBT[1] door pre-driver IC with different upgraded defensive capacities for the in-vehicle inverters of electric and a half and half vehicles.

"Resolved to Individuals, Focused on what’s to come"

Test shipments begin today, with large scale manufacturing planned to begin in 2018. The IC will be showcased at "TECHNO-Boondocks 2016" to be held from 20 to 22 April at Makuhari Messe in Chiba, Japan.

Inverter control is utilized to drive the engines of electric and half-breed vehicles effectively. As the control and drive capacities have diverse working voltages, they should be detached from each other, which is secured with a gadget like a photocoupler. This arrangement results in noisy commotion from the drive circuit. Another worry is that proficient IGBT driving requires little, flexible, elite IGBT entryway pre-driver ICs with implicit defensive capacities.

Toshiba "TB9150FNG" coordinates a photocoupler that secures abnormal state disengagement trademark between controls (the essential side) and drives (the auxiliary side). It fuses a profoundly exact IGBT temperature discovery work, a flyback transformer controller and a short out location capacity (current sense and DESAT [2] screen) that all add to framework scaling back.

Execution can be advanced by checking the IGBT's working temperature with the high exactness IGBT temperature identification capacity, contributing both to cutting back of the IGBT and enhanced fuel utilization by electric and the half and half vehicles.

Primary Elements

1. Optical confinement capacity

Electrical separation and high-withstand voltage segregation are accomplished by an inherent photocoupler for correspondence between the essential and auxiliary sides. The ideal disengagement this accomplishes secures a high resistance to the exogenous commotion, for example, that brought about by electro-attractive helplessness.

2. Very exact temperature identification capacity

The new IC has the consistent current hotspot for a temperature sense diode fused in IGBT and the Advertisement converter. It quantifies voltage inside the temperature sense diode with high exactness, permitting temperature to be accurately ascertained.

3. Worked in flyback transformer control circuit for the force supply

A flyback transformer control circuit in the essential side supplies energy to the optional side while looking after confinement. It additionally has a delicate begin work that secures smooth start-up when turning on energy to the circuit, maintaining a strategic distance from current over-burden.

4. Different inherent anomaly location circuits and insurance circuits

The force supply, yield, current and voltage of the IGBT are all observed. Data on any distinguished variation from the norm is exchanged to the principle controller part by means of an SPI interface. A committed circuit gives insurance against any variation from the norm with the possibility to wreck the IC and IGBT.

5. Taking into account AEC-Q100 norms

Notes:

[1]: Protected Door Bipolar Transistor: A bipolar transistor that joins a MOSFET into an entryway. Utilized for electric force control.

[2]: DESAT: desaturation.

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About Toshiba

Toshiba Enterprise, a Fortune Worldwide 500 organization, directs world-class capacities in cutting edge electronic and electrical item and frameworks into three center business fields: Vitality that maintains ordinary life, that is cleaner and more secure; Foundation that manages personal satisfaction; and Capacity that supports the propelled data society. Guided by the standards of The Fundamental Duty of the Toshiba Bunch, "Resolved to Individuals, Focused on the Future", Toshiba advances worldwide operations and is adding to the acknowledgment of a world where eras to come can live better lives.

Established in Tokyo in 1875, today's Toshiba is at the heart of a worldwide system of more than 580 solidified organizations utilizing 199,000 individuals around the world, with yearly deals surpassing 6.6 trillion yen (US$55 billion). (As of Walk 31, 2015.)

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Discharge Renditions

Diferencias entre un transistor de efecto de campo de puerta aislada (MOSFET GATE) y el transistor Bipolar de Puerta Aislada (IGBT GATE)

Asumiendo el punto de interés es la potencia MOSFETS  y no  las pequeñas señales  MOSFET y silicio (lo contrario  a SIC, GAN).

Hay que estar atentos  que algunos  IGBT drivers  también tienen la opción de desactivar la tensión (para que los cambios sean más rápidos).

La primera característica que tenemos que chequear es la tensión de salida. Para los dispositivos de potencia deben de ser 0V a 12-15V (acpl-312T)  para atender a los umbrales de puerta alrededor 4V (Además de ser capaz de conducir a 15V Si activación de miller es una preocupación).

Tal como un Driver MOSFET conduciendo un IGBT e igualmente un driver IGBT conducir un MOSFET debe de estar bien.

La siguiente característica debe tener una corriente máxima. IGBT tendrá significantemente  una mayor capacidad  de puerta y como tal requiere mayores corrientes de pico para asegurar que el dispositivo se satura tan rápido como sea posible. Lo contrario a esto sería que los  MOSFETS se puedan cambiar más rápido y como tal la actual demanda de rms de conducir  un MOSFET podría ser más alta.

La corriente más alta  o cambios más altos de frecuencia afecta la potencia de la capacidad de los Drivers.

IGBT En El Sector De Generación De Energía De Combustibles Fósiles

La producción de electricidad en los Estados Unidos se genera  principalmente por la quema de combustibles fósiles tales como el carbón y el gas natural. Es relevante destacar que la demanda de electricidad ha ido  aumentando constantemente desde la década de 1980,  sin ningún signo de disminución. El aumento de la demanda de electricidad está siendo servida por la instalación de plantas de generación de electricidad a partir de combustibles fósiles. Puesto que los combustibles fósiles producen emisiones de dióxido de carbono dañinas, sería preferible la producción de electricidad a partir de fuentes de energía renovable como la energía por medio de viento y la energía solar, para mejorar el despliegue de la producción de electricidad. En la reciente conferencia de Doha,  en mayo de 2011, el Panel Intergubernamental de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático publicó un informe que establece lo siguiente: " Es probable que la energía renovable tendrá un papel mucho mayor en el sistema energético global en el futuro que hoy"

Las fuentes de  energía renovables  se consideran las opciones más prometedoras en un futuro próximo. De acuerdo con el Departamento de Energía de los  Estados Unidos, las granjas de energía por medio de viento en alta mar, podrán producir por sí solas  900 giga vatios de potencia lo que es suficiente para abastecer las necesidades de todos los Estados Unidos. De acuerdo con la Asociación Europea de la Industria Fotovoltaica, la energía solar que llega a la tierra, convertida en electricidad mediante granjas de  energía solar, podrían satisfacer las necesidades de energía global  10.000 veces más. Otras fuentes de energía renovables son  la energía por onda, la energía geotérmica,  etc. En los primeros seis meses de 2010, el 11 % de la electricidad en los EE.UU. fue producida por  fuentes de energía renovables. En marzo de 2011, China dio a conocer su nuevo plan de cinco años con un  objetivo de 11,4 por ciento de la energía generada a partir de combustibles no fósiles. El IGBT es una tecnología indispensablemente  necesaria   para el despliegue de todas las fuentes de energía renovables.

IGBT con Máquina para Lavar La Ropa (Lavadora)

Las lavadoras automáticas eléctricas son ahora comunes en los hogares para la limpieza de ropa diaria del hogar. Las lavadoras se desarrollaron para eliminar la monotonía de fregar y frotar  para eliminar la suciedad de la ropa. Dichas lavadoras se promocionaron, anunciaron y discutieron en los  periódicos desde 1904.

La primera lavadora automática fue introducida por Bendix en 1937. El 60% de los 25 millones de hogares con electricidad en los Estados Unidos tenía una lavadora eléctrica durante el año 1940.

Las ventas anuales de lavadoras han crecido a más de 58 millones de unidades en todo el mundo desde el año 2003. Muchas de estas unidades son máquinas de carga frontal. Las primeras lavadoras automáticas utilizan medios mecánicos para hacer cualquier cambio en la velocidad del rotor / tambor. Desde la década de 1970, el control electrónico de la velocidad del motor se ha convertido en una característica común de la mayoría de las lavadoras.

Las lavadoras automáticas modernas proporcionan muchas características sofisticadas para manejar la limpieza segura de una amplia gama de tejidos con una variedad de requerimientos de eliminación de suciedad.

La eliminación de la suciedad en una lavadora automática eléctrica se realiza mediante un proceso de agitación de la ropa. El agitador se controla a través de módulos de control de motores IGBT. El sentido de giro del motor y su velocidad puede ser regulada mediante el uso de la potencia suministrada a través de los IGBT´s controles del inversor que reduce el ruido de lavado / centrifugado y la vibración permitiendo el ajuste de la cantidad de agua  para adaptarse a la carga de lavado.

IGBT CON INVERSORES DE TRACCIÓN

Para locomotoras que son impulsadas ​​por diesel o electricidad, vehículos de tracción EMU y DEMU con el AC Motors, Sistema de tracción basado en el  nuevo microprocesador CA-CA (MAS) ofrece lo último en tecnología IGBT que combina tracción de convertidor basado en DSP y controles embebidos basados ​​en microprocesadores. Sistema de control basado en microprocesador de la locomotora se utiliza en conjunción con el convertidor de tracción basado en IGBT para implementar esta solución.

Cada convertidor de tracción puede ser configurado para tener inversores individuales o múltiples. Cada inversor puede estar configurado además para conducir un solo motor de tracción (control de ejes independiente) o múltiples motores de tracción de control (bogie). Los productos existentes  ofrecen rangos de 650kW por convertidor para el control de bogie a 550 kW por cada convertidor para el control de ejes independientes. En cualquier lugar entre 2-6 tales inversores se empaquetan en un convertidor de tracción dependiendo de la aplicación con potencia total en el intervalo de 1.3MW a 3 MW. Esta última solución se puede escalar u optimizar para el requisito de aplicación específica.

Típicamente el tubo de calor depende de disipadores de calor que se utilizan con la refrigeración por medio de aire forzado para enfriar el IGBT  en dispositivos de conmutación.  Ambas opciones de a bordo están disponibles en función del espacio, las limitaciones de peso y la ventilación  de la disponibilidad del aire. Los sopladores de aire de refrigeración son controlables a diferentes velocidades o se pueden desactivar dependiendo de la temperatura del disipador de calor, a fin de aumentar la vida útil del ventilador.

IGBT CON ARROCERA DE INDUCCIÓN

El arroz es el primer lugar en alimentos para  millones de personas en todo el mundo, especialmente en países Asiáticos  con poblaciones en masa como China, India y Japón. De acuerdo con la Fundación  Asiática del Arroz, "El arroz es sin duda la comida más importante del mundo¨. Es el segundo cereal más cultivado en el mundo, después del trigo y es el alimento básico de más de la mitad de la población mundial.

El arroz se puede cocinar en varias maneras, incluyendo por  ebullición, horneado, asado, frito y por presión de cocción. Cocinar el arroz en una olla de arroz automática se está volviendo muy popular, ya que garantiza resultados consistentes y es mucho más simple.

Muchas compañías Asiáticas han desarrollado ollas arroceras basadas sobre el principio de calentamiento por inducción. El calentamiento por inducción se puede lograr mediante el uso de una placa de cocción por inducción o mediante el uso de un cocinador de arroz de inducción.

Hay dos tipos de topologías de circuitos que han sido exploradas para  cocinar  arroz por inducción. El primero es la serie de convertidor resonante de medio puente y otro es el convertidor cuasi-resonante.

El convertidor resonante en serie tiene las ventajas de la conmutación estable, bajo costo y diseño aerodinámico. El convertidor cuasi-resonante tiene la ventaja de un diseño más pequeño con una reducción del disipador de calor.

El convertidor cuasi-resonante es el más utilizado. Debido al gran mercado existente para estos aparatos, algunas compañías de semiconductores IGBT han desarrollado productos optimizados para este mercado para la topología de convertidor cuasi-resonante. IGBT cuenta con una construcción de zanja robusta y campo rentable de parada (FS) y proporciona un rendimiento superior en aplicaciones exigentes de conmutación, que ofrece tanto de baja tensión en estado de conmutación como la pérdida mínima. Los  IGBTs son muy adecuados para este tipo de aplicaciones de conmutaciones resonantes o blandas.

IGBT con Horno microondas

El horno de microondas es usado para calentar la comida más rápida y conveniente, se ha vuelto parte inseparable de nuestras cocinas  y oficinas en estos días.  También es usado para guisar, freír, asar, cocer al vapor y para fermentar comidas. El horno Microondas está diseñado para ser usado encima de la mesa para el montaje por encima del rango. El horno microondas calienta la comida siguiendo los principios del calentamiento dieléctrico usando la radiación del microondas,  usualmente en una frecuencia de 2.45 GHz, a través de la comida. Agua, grasa  y otras substancias en la comida, absorben energía del microondas como resultado el calentamiento. Los microondas interactúan con la con la comida  de manera uniforme que conduce a los alimentos que se calienta de manera más uniforme en todas partes.

Antes de la disponibilidad de  IGBT, la tradicional fuente de alimentación para el magnetrón era un circuito ferro-resonante. Aunque simple en construcción, esta fuente de poder eran pesados ​​y voluminosos por el largo y peso  de la baja frecuencia (50-60 Hz) intenso transformador. Después de la disponibilidad del IGBT se convirtió permitiendo que genere energía de microondas.  El poder enviado por el magnetrón  puede ser precisamente controlado usando a-tiempo para el IGBT. Usando el IGBT- base circuito inverso, el peso para el transformador podría ser disminuido por más de 10 veces.

IGBT CON ASPIRADORAS PARA LIMPIEZA

Una aspiradora es un aparato que utiliza una bomba de aire para crear un vacío parcial para aspirar el polvo y la suciedad de los pisos y otras superficies. La suciedad es recogida por una bolsa para polvo desechable. Hubert Cecil Booth inventó la aspiradora motorizada en 1901.

Desde entonces su uso se ha proliferado y las aspiradoras ahora se utilizan comúnmente en los hogares con mayor frecuencia  para mantener un entorno  de vida saludable. Algunos fabricantes de aspiradoras son: Eureca, Hoover, Bissell y Dyson. En el pasado, los motores universales eran en su mayoría utilizados para aspiradoras debido a su alta velocidad de funcionamiento con un bajo coste. Sin embargo, estos motores utilizan un cepillo mecánico que en altas velocidades  limitan su rendimiento.

Las aspiradoras modernas con mayor potencia de salida (succión) están diseñadas con motores de reluctancia conmutada. Los circuitos de potencia utilizados para el funcionamiento del motor de reluctancia conmutada  utilizan IGBT para superar el difícil problema de arranque para mantener una alta velocidad de funcionamiento.

Estado del autor: " Su vida útil se prolonga 4 veces más que la del motor convencional y su potencia de aspiración se incrementa un 20 % en el mismo volumen del motor universal convencional”.

IGBT CON ASPIRADORAS PARA LIMPIEZA

Una aspiradora es un aparato que utiliza una bomba de aire para crear un vacío parcial para aspirar el polvo y la suciedad de los pisos y otras superficies. La suciedad es recogida por una bolsa para polvo desechable. Hubert Cecil Booth inventó la aspiradora motorizada en 1901.

Desde entonces su uso se ha proliferado y las aspiradoras ahora se utilizan comúnmente en los hogares con mayor frecuencia  para mantener un entorno  de vida saludable. Algunos fabricantes de aspiradoras son: Eureca, Hoover, Bissell y Dyson. En el pasado, los motores universales eran en su mayoría utilizados para aspiradoras debido a su alta velocidad de funcionamiento con un bajo coste. Sin embargo, estos motores utilizan un cepillo mecánico que en altas velocidades  limitan su rendimiento.

Las aspiradoras modernas con mayor potencia de salida (succión) están diseñadas con motores de reluctancia conmutada. Los circuitos de potencia utilizados para el funcionamiento del motor de reluctancia conmutada  utilizan IGBT para superar el difícil problema de arranque para mantener una alta velocidad de funcionamiento.

Estado del autor: " Su vida útil se prolonga 4 veces más que la del motor convencional y su potencia de aspiración se incrementa un 20 % en el mismo volumen del motor universal convencional”.

Compresores de Refrigeracion con IGBT

Los refrigeradores  se han convertido en electrodomésticos esenciales dentro de la sociedad para la conservación de alimentos y bebida. La calidad de vida de las personas  ha mejorado en gran medida con la disponibilidad de refrigeradores adquiribles para los hogares. La mayoría de los refrigeradores domésticos utilizan el ciclo de compresión de vapor con un refrigerante que circula usado para enfriar el compartimiento del refrigerador.  Los refrigeradores domésticos originalmente utilizan una constante de velocidad, motor de inducción de encendido / apagado controlado, monofásico para accionar el compresor. La baja eficiencia de este enfoque hizo del refrigerador uno de los aparatos de consumo de energía más altos de la casa.

Con el fin de mejorar la eficiencia, los refrigeradores modernos con el aval de Energy Star utilizan la velocidad variable de controladores de motores de inducción de tres fases. Los modelos actuales que son certificados por  Energy Star utilizan  50 por ciento menos de energía que los modelos promedio creados en 1974.

El variador de velocidad del motor de inducción se provee del uso de  seis IGBT en la etapa de inversor. En estado de autor: " El ahorro total de energía fue de un 40 %. El sistema es muy silencioso y mantiene una temperatura constante dentro de 0,1 grados centígrados,  lo que mejora la calidad y la vida útil de los alimentos almacenados en el refrigerador. Muchas compañías han optimizado IGBTs para su uso en unidades de compresor del refrigerador debido a la gran oportunidad de mercado.

Algunas empresas han desarrollado módulos de potencia inteligentes, que combinan los rectificadores aéreos traseros IGBT y los circuitos de control en un único módulo. Esto proporciona una opción de unidad de motor muy compacto y de bajo costo que puede ser fácilmente adoptada para la fabricación de refrigeradores.

Difference Between a MOSFET Gate and IGBT Gate

Assuming the point of interest is power MOSFETS and not small signal MOSFETS and silicon (as oppose to SiC, GaN).

Be aware that some IGBT drivers also include a negative turn-off voltage (for faster switching).

The first characteristic to check is the output voltage. For power devices they should be 0V to 12-15V (acpl-312T) to cater for gate thresholds around 4V (as well as being able to drive to -15V if miller turn-on is a concern). As such a MOSFET driver driving an IGBT & equally an IGBT driver driving a MOSFET should be fine.

The next characteristic is peak current. IGBT's will have significantly larger gate capacitance and as such will require higher peak currents to ensure the device saturates as quick as possible. The converse of this is MOSFET's can be switched faster and as such the rms current demand to drive a MOSFET might be higher.

Higher current or higher switching frequency affects the driver power capability.

MODULOS IGBT EN VEHICULOS HIBRIDOS

Los vehículos híbridos son el futuro, esto ha sido ampliamente probado en la presente década, y es que hace 20 años el MOSFET era el elemento que prevalecía para poder dar poder a  todas estas maquinarias, su valor lo hacia atractivo, pero con el mejoramiento cada día de la industria automotriz el MOSFET ha caído cada vez mas y mas en desuso, para mejorar el rendimiento de estos vehículos se han podido diseñar módulos IGBT especialmente para ellos, el MOSFET por el contrario tenia una serie de sistemas como cargadores de batería, bombas y ventiladores que podrían ser catalogados como carga “pesada”, mientras el IGBT solo necesitaba de su modulo.

La principal razón para este cambio de sistema ha sido que el IGBT es simplemente mas eficiente que el MOSFET en varias áreas como; el cambio y flujo rápido de energía, el cambio de funciones y bloqueo de energía, evitar el recalentamiento del vehículo en general, esto hace al IGBT mucho mas eficiente que el MOSFET.

Hay algunas aplicaciones básicas que  están establecidas para estos vehículos, cada una de estas necesita  suiches conductores capaces de resistir muchos voltios de potencia, en algunos casos, conduciendo muchos amperios también, la aplicación del conductor que es la que suele manejar mayoritariamente el modulo IGBT, Usando cargadores de DC- DC El MOSFET SJ ha sido la elección predilecta porque suele funcionar a la perfeccion, dependiendo, en un rango de 70-150 kHz, EL IGBT esta incapacitado para trabajar con estas frecuencias tan altas, sin embargo, su sencillez a la hora de emplearlo se ve coartada por todas las limitaciones que el MOSFET SJ posee, creando así una necesidad para nuevas alternativas que se ve aventajada por el IGBT.

ESTRUCTURA DEL MODULO IGBT

La estructura del IGBT es similar al un MOSFET de canal n, una porción de la estructura es la combinación de regiones n+ , p y n- que forman el MOSFET entre el source S y el gate G con la región de flujo n- que es el drain D del MOSFET. Otra parte es la combinación de 3 capas p+ n- p, que crea un transistor de unión bipolar entre el drain D y el source. La región p actúa como colector C, la región n- actúa como la base B y la región p+ actúa como el emisor E de un transistor pnp. Entre el drain y el source existen 4 capas p+n-pn+ que forman un tiristor. Este tiristor es parásito y su efecto es minimizado por el fabricante del IGBT.

Consideremos que el IGBT se encuentra bloqueado inicialmente. Esto significa que no existe ningún voltaje aplicado al gate. Si un voltaje VGS es aplicado al gate, el IGBT enciende inmediatamente, la corriente ID es conducida y el voltaje VDS se va desde el valor de bloqueo hasta cero. LA corriente ID persiste para el tiempo tON en el que la señal en el gate es aplicada. Para encender el IGBT, la terminal drain D debe ser polarizada positivamente con respecto a la terminal S. LA señal de encendido es un voltaje positivo VG que es aplicado al gate G. Este voltaje, si es aplicado como un pulso de magnitud aproximada de 15, puede causar que el tiempo de encendido sea menor a 1 s, después de lo cual la corriente de drain iD es igual a la corriente de carga IL (asumida como constante). Una vez encendido, el dispositivo se mantiene así por una señal de voltaje en el gate. Sin embargo, en virtud del control de voltaje la disipación de potencia en el gate es muy baja.

EL IGBT se apaga simplemente removiendo la señal de voltaje VG de la terminal gate. La transición del estado de conducción al estado de bloqueo puede tomar apenas 2 s, por lo que la frecuencia de conmutación puede estar en el rango de los 50 kHz.

EL IGBT requiere un valor límite VGS(TH) para el estado de cambio de encendido a apagado y viceversa. Este es usualmente de 4 V. Arriba de este valor el voltaje VDS cae a un valor bajo cercano a los 2 V. Como el voltaje de estado de encendido se mantiene bajo, el gate debe tener un voltaje arriba de 15 V, y la corriente iD se autolimita.

El IGBT se aplica en controles de motores eléctricos tanto de corriente directa como de corriente alterna, manejados a niveles de potencia que exceden los 50 kW.

IGBT in Electric and Hybrid Electric Vehicles

One of the rapidly growing and diversified industries is the automotive manufacturing, which is the largest with a broad extent in consumer preferences for model, easement and innovation. Everyone will profess that severe urban pollution is occurred by the gasoline powered vehicles when these consume dwindling fossil fuel resources. Expansion of electric and hybrid-electric vehicles is the most effective solution of this problem. We have to face serious technological challenges to achieve the worldwide goal to lessen the CO₂ discharge and fuel consumption with pioneering endeavors in evolving electric vehicles (EVs) and hybrid electric vehicles (HEVs).

Motor drives based on IGBT have been used in all hybrid-electric and electric cars introduced into the market until now. IGBTs play the major role in new powertrain generations like EVs and HEVs to drive the electric motor or gather the energy. IGBTs are vulnerable to heating issues because they run at very high frequencies and under high power. Thermal characterization helps to optimize the IGBTs layout, structure and mounting to optimize its performance.

All hybrid-electric and electric cars that have been introduced into the market so far have relied up on IGBT-based motor drives. In new powertrain generations such as EVs and HEVs, IGBTs play the key role in order to drive the electric motor or store the energy. IGBTs run at very high frequencies and under high power which makes them vulnerable to thermal problems. After all we can say, the availableness of IGBTs has been diametrical to the advancement of the hybrid vehicles and to the expansion of the charging substructure for the electric vehicles. IGBTs will continue playing a very important part in the availability of cost deducting technology for the entire hybrid and electric vehicle business.

Eupec Infineon FZ600R12KE3 - Simple IGBT Driver Circuits for Inverter

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