Semicondutores Aplicados a Conversores...
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Semicondutores Aplicados a Conversores (MOSFET e IGBT)
Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Santa Catarina Departamento Acadêmico de Eletrônica
Eletrônica de Potência
Florianópolis, abril de 2012.
Prof. Clóvis Antônio Petry.
Capítulo 3: Transistores de potência 1. Semicondutores aplicados a conversores CA-CA.
http://www.dsce.fee.unicamp.br/~antenor/
Bibliografia para esta aula
www.florianopolis.ifsc.edu.br/petry
Nesta aula
Semicondutores aplicados a conversores CA-CA: 1. Introdução; 2. Revisão dos principais componentes semicondutores de
potência; 3. MOSFET de potência; 4. IGBT; 5. Comparativo BJT x MOSFET x IGBT.
BR
+
-
D
D
i
+VCC
L
Li
VBE+
-
IB1
IB2VB2
+
-
VB
E
C
LR
BR
BI
CE
+VCC
CI
Comutação do BJT com carga resistiva
Comutação do BJT com carga indutiva
Revisão - BJT
JFET canal n e canal p
S2
R7
R8
Q2
R9
R10
Q1
3524
Positivo da Fonte Auxiliar
+ Vaux
11
12
Aplicação do JFET
FET
90%V
50%
10%
50%
GS
T1
90%
10%90%
10%
(V )DD
VDS
ID
t r
t on
tD(on) t D(off) t f
(V )DD
LR
V
DD
S50
G
VD
V
Comutação do MOSFET com carga resistiva
MOSFET de potência
Classificação das perdas: 1. Condução;
2. Comutação: • Entrada em condução e bloqueio;
• Onde:
2( ) ( )
oncond ds on d on
tP r iT
= ⋅ ⋅
( ) ( ) ( )2com r f d on ds offfP t t i v= + ⋅ ⋅
f on
r off
t tt t
≅
≅
MOSFET de potência
Quando usar MOSFET: 1. Freqüências altas (acima de 50 kHz); 2. Tensões muito baixas (< 500 V); 3. Potências baixas (< 1 kW).
MOSFET de potência
Classificação das perdas: 1. Condução;
2. Comutação: • Entrada em condução e bloqueio;
( )cond C CEsat B BEsat onP i V i V t f= ⋅ + ⋅ ⋅ ⋅
( )12com r fP t t I E f= + ⋅ ⋅ ⋅
Detalhamento do cálculo de perdas
0
IGBT
Quando usar IGBT: 1. Freqüências baixas (menor que 50 kHz); 2. Tensões altas (> 500 V); 3. Potências altas (> 1 kW).
IGBT
Quando usar IGBT: 1. Freqüências baixas (menor que 50 kHz); 2. Tensões altas (> 500 V); 3. Potências altas (> 1 kW).
www.irf.com
IGBT
BJT x MOSFET x IGBT
MOSFET IGBT BJT Tipo de comando Tensão Tensão Corrente
Potência do comando Mínima Mínima Grande
Complexidade do comando Simples Simples Média
Densidade de corrente
Elevada em baixas tensões e Baixa em altas
tensões
Muito elevada Média
Perdas de comutação Muito baixa Baixa para Média Média para Alta