Princípio do circuito de acionamento do inversor iGBT
O princípio de um circuito de acionamento IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) VFD gira em torno da comutação controlada de IGBTs para converter CC (corrente contínua) em CA (corrente alternada). Este processo permite a operação de acionamentos de frequência variável (VFDs), acionamentos de motores, fontes de alimentação e aplicações de energia renovável.
Princípio de funcionamento de um circuito de acionamento IGBT num inversor
Comando de acionamento de portão
The IGBT is a voltage-controlled semiconductor device with a gate-emitter voltage (V_GE) that determines its switching state.
Um circuito de driver de porta fornece a tensão necessária (normalmente 15 V para LIGADO e -5 V a 0 V para DESLIGADO) e a corrente para comutar o IGBT de forma eficiente.
Comutação de modulação por largura de impulso (PWM)
O inversor gera uma forma de onda CA alternando os IGBTs numa sequência específica utilizando sinais PWM.
Um microcontrolador ou DSP (Digital Signal Processer) gera sinais PWM, que o driver de porta amplifica para controlar o IGBT.
Comutação de lado alto e baixo
O inversor consiste normalmente num circuito de ponte H trifásico ou monofásico, onde os IGBTs estão dispostos em pares complementares (interruptores superior e inferior).
O driver do gate garante o tempo adequado para evitar disparos (ambos os interruptores a conduzir em simultâneo).
Isolamento e Proteção
Isolamento: Para evitar danos por alta tensão, são utilizados optoacopladores ou transformadores para isolar o circuito de controlo do estágio de potência.
Proteção: Inclui proteção contra curto-circuito, proteção contra sobreaquecimento e deteção de dessaturação para evitar falhas de IGBT.
Inserção de tempo morto
Um pequeno atraso (tempo morto) é introduzido entre as transições de comutação para evitar que ambos os IGBTs de uma perna se liguem simultaneamente.
Bootstrapping para acionamento do lado alto
Como o IGBT superior requer uma tensão de porta superior à tensão de coletor, um circuito bootstrap (díodo e condensador) fornece a tensão de acionamento do lado alto necessária.