Что выбрать: MOSFET или IGBT -инвертор?
Не нужно на 100% разбираться в премудростях электротехники, чтобы высказать мнение по теме. Заголовок «MOSFET или IGBT?» напоминает старое соревнование форматов: VHS или DVD? Кто же победит? И пусть скажут, сравнение не корректное. Но, DVD формат великолепный, качество звука и изображения замечательные, а мы все так привыкли к старому доброму VHS…
Для тех, кто не понимает о чем идет речь, поясним. На сегодняшний день существует две технологии изготовления сварочных инверторов,
- первая основана на базе полевых транзисторов с изолированным затвором (MOSFET) и пользуется успехом на правах «старого, работающего и проверенного варианта»
- вторая — на базе биполярных транзисторов с изолированным затвором (IGBT). Это инновационная технология, новое поколение и тому подобное.
Возникает закономерный вопрос: что же выбрать старое, проверенное временем, или относительно новое, но более технологичное?
Попробуем привести пару доводов и, как говорится, ближе к «телу»…
Что не говори, а IGBT занимают меньший объем и при этом позволяют получить более высокую силу тока на выходе, они меньше нагреваются. Разве это не аргумент в пользу IGBT? Возражения же заключаются в том, что схемы IGBT покамест не идеально продуманы и т.д., разработчикам не было времени на это и они звучат «натянуто».
Конечно, если покупать инвертор для бытовой сварки, то не так уж важно, какие у него транзисторы внутри. Вообще не важно, что внутри. Главное, чтобы электрод поджигался нормально, дуга не прыгала туда-сюда, чтобы электрод не залипал. Так же, желательно, чтобы инвертор работал при пониженном напряжении в сети, не боялся забросов напряжения, чтобы желтая лампа перегрева редко зажигалась.
Если речь идет о небольших объемах бытовых работ, то практически любой инвертор в этом станет вашим надежным другом и товарищем, та же Ресанта или Сварог, или Фубаг, или отечественный Форсаж и т.д. и т.п.
Но что, если нужен профессиональный аппарат, когда варить придется целый день. Наше мнение, здесь лучше IGBT. Почему? Возьмем для примера сварочный аппарат РICO 180— это же прелесть, а не сварочник! Приведем в качестве примера его систему охлаждения.
Она интеллектуальная и включается только тогда, когда транзисторы нагреваются. А в РICO даже после 15 и более минут сварки на небольших токах вентилятор не шелохнется. Это значит, что схемы холодные, корпус аппарата холодный. И все это IGBT, они греются менее интенсивно, чем MOSFET и на более высоких токах. Ну и что мне с этого, скажете Вы? Очень просто. Чем меньше работает вентилятор, тем лучше! Особенно если Вы работаете в запыленных помещениях. Основной враг инвертора — это пыль. Она является основной причиной досрочного выхода инверторов из строя. Соответственно, чем меньше пыли затягивается в сварочный аппарат, тем лучше! А это значит, чем дольше не включаются кулеры, тем лучше! Получить это можно только с
Несомненный плюс так же состоит в том, что достигается высокая мощность при еще более малом весе. Каждый грамм играет роль, если приходится целый день носить инвертор на плече.
Минус в свое время был в дороговизне ремонта IGBT и невозможности подчас найти запчасти.
Но время идет, техника совершенствуется, а то, что было раньше дорогим и недоступным, становится обыденным и легкозаменяемым! Так что наше мнение, будущее за новыми технологиями. А Вы как думаете? Стоит с этим согласиться?
Сегодня уже ни для кого не секрет кто выиграл в битве «VHS или DVD».
MOSFET или IGBT?
Сначала рассмотрим различия в целом. В настоящий момент все производители инверторов (ММА) выпускаются по двум полупроводниковым технологиям IGBT и MOSFET. Не буду вдаваться в подробности, скажу только то, что в схемотехнике этих аппаратов используются разные полупроводниковые транзисторы IGBT и MOSFET. Основое различие между этими транзисторами — различный ток коммутации. Большим током обладают транзисторы IGBT.
Для изготовления стандартного инвертора понадобится 2–4 IGBT транзистора (в зависимости от рабочего цикла), a MOSFET — 10–12, т. к. они не могут пропускать через себя большие токи, поэтому их приходится делить на такое большое количество транзисторов.
Вот собственно в чем и отличие.
Тонкость в том, что транзисторы очень сильно греются и их необходимо установить на мощные алюминиевые радиаторы. Чем больше радиатор, тем больше съем тепла с него, а, следовательно, его охлаждающая способность. Чем больше транзисторов, тем больше радиаторов охлаждения необходимо установить, следовательно, увеличиваются габариты, вес и т. д. MOSFET здесь однозначно проигрывает.
На практике схемотехника MOSFET не позволяет создать аппарат на одной плате: т.е аппараты, которые сейчас есть в продаже, собраны в основном на трех платах. IGBT аппараты всегда идут на одной плате.
Основные недостатки MOSFET
- соединение трех плат;
- худший теплообмен;
- каскадный выход транзисторов из строя при неисправности одного транзистора;
- меньший КПД (относительно IGBT).
Проще говоря, IGBT более современная технология, чем MOSFET.
Недостатки MOSFET
Что лучше MOSFET или IGBT?
Некоторые компании идут в ногу со временем и при производстве сварочных инверторов используют IGBT транзисторы американской фирмы «Fairchaild», частота переключения которых составляет 50 кГц, т.
е. 50000 раз в секунду. IGBT технологию выбрали неспроста, ведь рабочий диапазон температур у них с сохранением параметров гораздо больше, чем у MOSFET, т. е. при нагреве у MOSFETa падают качественные характеристики.
В конструкции САИ (Ресанта) используется одна маленькая плата, которая устанавливается вертикально, а также 4 IGBT транзистора (работают обособленно друг от друга, т. е. не выгорают все, если выгорел один как у MOSFET) и 6 диодов-выпрямителей (а не 12 как у MOSFET), соответственно отказоустойчивость ниже. Это ещё один «плюс» IGBT.
Можно напомнить покупателю о том, что в современных сварочных инверторов используется только 4 обособленных транзистора, а не 12 каскаднозависимых как у MOSFET. Всякое в жизни бывает, но, чтобы не произошло в случае выхода из строя одного транзистора (если не гарантийный случай), замена покупателю обойдется где-то в районе 400 р., а не 12×110 р. = 1320 р. Думаю, что разница приличная.
Как отличить: Визуально аппараты IGBT в большинстве своём отличаются от MOSFET вертикальным расположением силовых разъёмов, т.
к. плата одна и обычно устанавливается вертикально. У MOSFET аппаратов выходы обычно расположены горизонтально, т. к. платы в конструкции горизонтально закреплены. Нельзя точно утверждать, что это верно на 100%. Точнее можно сказать, сняв кожух с аппарата.
Многие компании пытаются «выиграть баллы» на транзисторах. Так, например, компания «Aiken» в настоящий момент выпустила на рынок аппараты (по технологии MOSFET) с наклейками на боковых панелях «Используются транзисторы TOSHIBA» а также «Используются транзисторы Mitsubishi». Пытаются выползти на громких и знакомых брендах. На практике это не подтвердилось. Так на крупнейшей Международной инструментальной выставке России Moscow International Tool Expo (MITEX-2011), которая проходила в ноябре 2011г. в «Экспоцентре» (г. Москва), я попросил представителей стенда данной компании разобрать их САИ с наклейкой «Используются транзисторы Mitsubishi» и продемонстрировать данные транзисторы. В итоге сварочные инверторы разобрали, но данных транзисторов не обнаружили.
Сами сотрудники компании «Aiken» были в шоке, обнаружив безымянные транзисторы.
Что лучше сварка MOSFET или IGBT?
, Wes Rose
Силовые полевые МОП-транзисторы. По сравнению с IGBT, силовые полевые МОП-транзисторы имеют преимущества более высокой скорости коммутации и большей эффективности при работе при низких напряжениях . Более того, он может выдерживать высокое напряжение блокировки и поддерживать высокий ток.
Подходит ли сварочный аппарат IGBT?
Сварочные аппараты с БТИЗ могут быть очень полезными, поскольку они обеспечивают мощность, которую можно использовать для различных сварочных процессов . Вы можете иметь возможность использовать различные типы тока или силы тока. Можно выполнять такие процессы, как сварка TIG или вольфрамовым электродом в среде инертного газа, MMA или ручная дуговая сварка металлическим электродом.
В чем разница между IGBT и MOSFET?
IGBT — это, по сути, полевой МОП-транзистор, который управляет силовым транзистором с биполярным переходом, при этом оба транзистора встроены в один кусок кремния, тогда как МОП-транзистор — это наиболее распространенный полевой транзистор с изолированным затвором, чаще всего изготавливаемый путем контролируемого окисления кремния.
В чем разница между IGBT и инверторным сварочным аппаратом?
В некоторых инверторных машинах используется более старая технология MOSFET / транзисторы. Технология IGBT предлагает значительные преимущества по сравнению с полевыми МОП-транзисторами. Возможно, наиболее важным преимуществом является то, что IGBT менее уязвимы к колебаниям мощности сети и генератора, что делает их гораздо более надежными и менее подверженными повреждениям или отказам .
Что такое инверторная сварка MMA?
Также известная как дуговая сварка в среде защитного газа (SMAW) или просто сварка электродами, ММА имеет номер недорогой процесс сварки . С помощью расходуемого электрода, покрытого флюсом, и заземляющего зажима на свариваемом участке намеренно создается короткое замыкание. Между электродом и заготовкой образуется электрическая дуга, которая нагревается достаточно, чтобы расплавить их.
Для чего используется IGBT?
БТИЗ широко используются в качестве переключающих устройств в инверторной цепи (для преобразования постоянного тока в переменный) для управления двигателями от малых до больших .
IGBT для инверторных применений используются в бытовой технике, такой как кондиционеры и холодильники, промышленные двигатели и автомобильные контроллеры основных двигателей, для повышения их эффективности.
Что такое Fullform IGBT?
IGBT расшифровывается как биполярный транзистор с изолированным затвором . На рисунке (а) показан символ IGBT. Это силовой транзистор, который сочетает в себе входной МОП-транзистор и выходной биполярный транзистор.
Зачем использовать IGBT вместо MOSFET?
Использование IGBT преобладает для приложений с более высоким напряжением, поскольку оно является униполярным и требует дополнительного обратного диода для обратного протекания тока. Из-за этого дополнительный диод на IGBT – дает очень высокую производительность по сравнению с MOSFET .
Можем ли мы заменить MOSFET на IGBT?
Заменить силовой MOSFET на IGBT очень просто . IGBT имеет те же выводы, он блокирует то же напряжение, все, что вам нужно сделать, это учесть несколько критериев проектирования, указанных ниже, чтобы в полной мере воспользоваться преимуществами этого устройства.
Привод затвора для MOSFET и IGBT практически одинаков.
Почему IGBT сегодня так популярны?
Ответ. Благодаря более низкому сопротивлению в открытом состоянии и потерям проводимости, а также способности переключать высокое напряжение на высокой частоте без повреждений, биполярный транзистор с изолированным затвором идеально подходит для управления индуктивными нагрузками, такими как обмотки катушек, электромагниты и двигатели постоянного тока.
Почему предпочтительнее IGBT?
IGBT улучшает динамические характеристики и КПД и снижает уровень звукового шума . Он также подходит для резонансных преобразователей. Доступны оптимизированные IGBT с низкими потерями проводимости и низкими потерями переключения.
Как выбрать MOSFET или IGBT?
Данные, основанные на приложениях с самой высокой частотой переключения, самой короткой шириной импульса или самым низким током, имеют тенденцию отдавать предпочтение MOSFET над IGBT . Например, источник питания, работающий при комнатной температуре с номинальной нагрузкой и сетевым напряжением, покажет, что MOSFET лучше, чем IGBT.
В чем преимущество МОП-транзистора?
Основным преимуществом MOSFET является то, что нет тока затвора т.е. нет входного тока. Он имеет очень высокий входной импеданс из-за изоляционного слоя. При работе он потребляет незначительное количество энергии из-за очень низкого тока утечки. У него очень высокая скорость переключения.
Где используются МОП-транзисторы?
Мощные МОП-транзисторы обычно используются в автомобильной электронике , в частности, в качестве переключающих устройств в электронных блоках управления и в качестве преобразователей энергии в современных электромобилях . Биполярный транзистор с изолированным затвором (IGBT), гибридный МОП-биполярный транзистор, также используется для самых разных приложений.
Какой МОП-транзистор используется в сварочном аппарате?
Сварочный аппарат MMA с инвертором MOSFET представляет третье поколение аппаратов для дуговой сварки, разработанных DONSUN. По сравнению с обычным встроенным блоком питания устройство MOSFET на состоит из 3 пластин, поставленных одна на другую .
Эта конфигурация обеспечивает более стабильную и надежную сварку.