Porque o IGBT queima?

Perguntado por: obonfim . Última atualização: 7 de maio de 2023
4.7 / 5 15 votos

Quando a tensão de entrada é restaurada, a corrente de partida quando o capacitor é carregado é excessivamente causada para causar a explosão do IGBT. Quando o inversor é ligado, ele explode e a taxa de falha é de cerca de 5%.

O que acontece é que devido os inversores de frequência não possuírem proteção contra curto-circuito, é altamente recomendado o uso de fusíveis ultra rápidos do tipo NH para protegê-lo. Para quem não sabe esses fusíveis são dispositivos com atuação muito mais precisa que um disjuntor termomagnético.

Um dos testes mais comuns para a prova de um IGBT é o teste dinâmico que consiste em se colocar como carga uma lâmpada de 40 a 100 W no seu coletor e alimentar o circuito com uma tensão de até 20 VDC. Com a comporta ligada ao emissor do transistor, ele deve permanecer no corte e com isso a lâmpada apagada.

O IGBT deve ser acionado por um circuito dedicado que deve fornecer os níveis de tensão adequados para realizar o acionamento, sem risco de danificar o dispositivo ou mesmo de ocasionar um disparo acidental. Um exemplo de circuito driver se encontra na figura abaixo. Figura 7: Circuito driver para IGBT.

O nome IGBT, é uma sigla de origem na Língua Inglesa e significa insulated-gate bipolar transistor ou, em Português transistor bipolar de porta isolada.

Para os tipos básicos de IGBT e MOSFET a diferença principal está na estrutura interna. Enquanto no MOSFET a conexão de dreno está em contacto direto com a capama -n, no IGBT existe uma camada adicional +p que é justamente o elemento bipolar.

IGBTs são usados para controlar solenóides, motores, em fontes chaveadas e em muitas outras aplicações importantes onde o controle de altas correntes a partir de tensões é necessário.

Quanto menor a freqüência de chaveamento, maior o ruído produzido pelo motor, menor a precisão da tensão gerada pelos transistores, porém, aumenta a vida útil dos IGBT's. Geralmente a faixa de ajuste da freqüência de chaveamento da maioria das marcas de inversores e na faixa de 1,25kHz a 10kHz.

Sobretensão na rede de alimentação
Por mais que o inversor possua seu próprio sistema de proteção contra subtensões e sobretensões, uma sobretensão abrupta (pico de tensão em curto período de tempo) pode causar danos citados acima, ou mesmo a queima do inversor.

Quais são os principais problemas em inversores de frequência? No geral, um dos maiores problemas é a geração de harmônicos na rede elétrica. Isso ocorre porque o inversor é um equipamento que modifica a frequência da rede, alterando as ondas e gerando os harmônicos.

O tempo de vida útil de um inversor é de cerca de 10 anos, podendo chegar a 15 ou mais, dependendo das condições do ambiente e da ocorrência de descargas atmosféricas.

Para o caso dos MOSFETs eles possuem internamente um diodo anti-paralelo no próprio chip, conforme mostra a figura 1, o qual serve para absorver esses pulsos de polaridade inversa que são gerados na comutação de cargas indutivas. O manuseio direto do componente pode causar danos se ocorrer uma descarga eletrostática.

Para verificar se o MOSFET desligou, teste os terminais Dreno-Source com um multímetro na posição de diodo, como mostra a figura a seguir: Se o multímetro marcar OL. ou 1—- indica que o MOSFET desligou, pois não ocorre condução entre estes terminais.

Trata-se de RUSSEL SHOEMAKER OHL que nasceu em 1898 e morreu em 1987.

Uma desvantagem do IGBT em relação ao BJT padrão é o tempo mais lento para o desligamento. Para comutação rápida e capacidade de manipulação de alta corrente, é difícil bater o transistor de junção bipolar.

O transistor de efeito de campo (FET – Field Effect Transistor) funciona através de um campo elétrico em sua junção. Ele é bastante utilizado em amplificadores, como chave ou controle de corrente em uma carga, assim como o TBJ já apresentado aqui.

O MOSFET controla a corrente entre dreno e fonte a partir de uma tensão de entrada. O resultado é um dispositivo de muito alta impedância de entrada. Para um MOSFET podemos considerar a região que interliga o dreno à fonte, ou seja, o canal, como um resistor.

O transistor MOSFET (acrônimo de Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor, ou transistor de efeito de campo de semicondutor de óxido metálico), é, de longe, o tipo mais comum de transistores de efeito de campo em circuitos tanto digitais quanto analógicos.