تکنولوژی IGBT چیست و چه کاربردی در اینورتر جوشکاری دارد؟

یکی از فناوری‌های به‌کار رفته در دستگاه‌های جوشکاری اینورتر، فناوری آی‌جی‌بی‌تی نام دارد. اما آی‌جی‌بی‌تی دقیقاً چیست و چه کاری در اینورتر انجام می‌دهد؟ چه کاربردی دارد؟ در این نوشته، به بررسی فناوری آی‌جی‌بی‌تی در دستگاه‌های جوشکاری اینورتر خواهیم پرداخت.

در بزرگ ترین قرعه کشی های ایران شرکت کنید!

رونیکس را بخوانید!

IGBT چیست؟

IGBT مخفف کلمه‌های انگلیسی Insulated Gate Bipolar Transistor است که به فارسی معمولاً «ترانزیستور دوقطبی با گِیت عایق‌شده» نامیده می‌شود.

این قطعه یک نیمه‌رسانای سه‌پایه است که ویژگی‌هایی از دو نوع ترانزیستور دیگر را با هم ترکیب می‌کند: هم سرعت بالا و امپدانس ورودی زیادِ ترانزیستور ماسفت را دارد و هم ولتاژ اشباع پایینِ ترانزیستور دوقطبی معمولی را. در نتیجه، IGBT می‌تواند جریان زیادی را با ولتاژ کنترل بسیار کم قطع و وصل کند.

به نقل از سایت ایران جوش می‌توان گفت:این سیستم برای ولتاژهای زیر 250 ولت کاربردی است.سیستم ماسفت در تغییرات زیاد بار ورودی،ولتاژهای کم تر از 250 ولت و توان های کم تر از 500 وات به کار می روند.

نوع دیگر، سیستم IGBT یا همان ترانزیستور دوقطبی با گِیت عایق است که یک نیمه‌هادی قدرتمند محسوب می‌شود و به عنوان یک کلید الکترونیکی سریع عمل می‌کند. از این قطعه در بسیاری از دستگاه‌های برقی بزرگ مانند یخچال، تردمیل، دستگاه تهویه، اینورتر جوشکاری، ترانس و موارد مشابه استفاده می‌شود.

آشنایی با ساختار IGBT

IGBT از چهار لایه نیمه‌هادی ساخته شده که به صورت PNPN کنار هم قرار گرفته‌اند. همان‌طور که در شکل دیده می‌شود، پایه کلکتور (C) به لایه P وصل می‌شود و پایه امیتر (E) به محل اتصال لایه‌های P و N متصل است. در ساختار IGBT از یک لایه پایه از جنس P با ناخالصی مثبت استفاده می‌شود. روی این لایه، یک لایه N با ناخالصی منفی قرار می‌گیرد تا پیوند PN اول (J1) شکل بگیرد. سپس دو ناحیه P روی لایه N ایجاد می‌شوند تا پیوند PN دوم (J2) را بسازند. این دو ناحیه P طوری طراحی شده‌اند که در وسط خود یک مسیر برای اتصال پایه گیت (G) باقی بگذارند. در نهایت، مناطق N+ با ناخالصی بالا روی نواحی P پخش می‌شوند.

مزایای استفاده از IGBT

ترانزیستور IGBT در مقایسه با ترانزیستورهای دوقطبی قدیمی، بازده توانی بهتری دارد و می‌تواند در ولتاژهای بالاتری کار کند. تلفات انرژی در ورودی این ترانزیستورها نیز کمتر است.

از دیگر برتری‌های IGBT می‌توان به مقاومت کم در حالت روشنی نسبت به ماسفت معمولی، آسانی راه‌اندازی، سرعت قطع و وصل نسبتاً بالا و نیاز نداشتن به ولتاژ راه‌انداز برای گیت اشاره کرد. همچنین به نقل از سایت ریزموج الکترونیک رسام:

“ترانزیستور های igbt نوعی ترانزیستور اثر میدان (FET) می باشند که با ترانزیستور دو قطبی ترکیب شده اند. در قسمت ورودی ترانزيستور igbt از یک ماسفت کانال N با گیت ایزوله شده و در قسمت خروجی آن از یک ترانزیستور دو قطبی PNP استفاده شده است. به همین دلیل این قطعه می تواند یک مدار دارلینگتون تشکیل دهد.

همان طور که اشاره کردیم ransistor igbt دارای سه ترمینال یا همان پایه است. این پایه ها کلکتور (Collector)، امیتر (Emitter) و گیت (Gate) نام دارند. از پایه های کلکتور (Collector) و امیتر (Emitter) جریان عبور می کند و این پایه ها متناظر با مسیر هدایت هستند. پایه گیت (Gate) نیز وظیفه کنترل قطعه را بر عهده دارد. میزان تقویت کنندگی ترانزیستور های igbt با نسبت سیگنال خروجی به سیگنال ورودی برابر است.”

بیشتر بخوانید:چرخه عملکرد دستگاه جوش اینورتر چیست؟تکنولوژی توربو فن پلاس در اینورتر جوشکاری چیست؟

IGBT چه کاربردی دارد؟

ترانزیستور دو قطبی با گیت عایق‌شده (IGBT) در صنعت الکترونیک نقش یک کلید الکترونیکی را ایفا می‌کند. این قطعه کمک می‌کند تا دستگاه‌ها با بازدهی بالاتر و سرعت سوئیچینگ بهتر کار کنند. از IGBT در وسایل مختلفی مانند لوازم الکترونیکی، خودروهای برقی، تقویت‌کننده‌های صدا و همچنین در ساخت اینورترهای جوشکاری، ترانس‌های جوش و منابع برق بدون وقفه (UPS) استفاده می‌شود.

همچنین از این ترانزیستور در سیستم‌هایی با ولتاژ بالا مانند تکنیک مدولاسیون پهنای پالس (PWM)، کنترل‌کننده‌های سرعت متغیر و حتی در اینورترهای DC به AC مورد استفاده در سیستم‌های خورشیدی نیز بهره می‌برند.

اینورترهای نسل جدید رونیکس: جوشکاری با تکنولوژی IGBT، الکترود پنج و 200 آمپر واقعی

اینورترهای جوشکاری رونیکس

در بردهای اینورترهای جوشکاری رونیکس، از فناوری پیشرفته‌ای به نام IGBT بهره‌گیری شده است. این فناوری، جریان مستقیم (DC) را به جریان متناوب (AC) تبدیل می‌کند. استفاده از ترانزیستورهای IGBT که می‌توانند در ولتاژ و جریان بالا به خوبی کار کنند و همچنین سرعت سوئیچینگ بالایی دارند، باعث شده کیفیت جوشکاری بهبود یابد، نفوذ جوش بیشتر شود، انرژی کمتری مصرف گردد و در نهایت کارایی دستگاه به شکل چشمگیری افزایش پیدا کند.

تیم طراحی و تولید رونیکس، در ساخت اینورترهای جوشکاری مدل‌های RH-4602 و RH-4604 تمام تلاش خود را برای ارائه بالاترین کیفیت و دقت به کار بسته است تا شما تجربه‌ای حرفه‌ای از جوشکاری با این دو دستگاه داشته باشید. ترکیب فناوری IGBT با چرخه کاری بیش از ۶۰٪، امکان جوشکاری پیوسته با الکترود ۵ میلی‌متری در جریان واقعی ۲۰۰ آمپر را فراهم می‌کند و این ویژگی‌ها، این دو اینورتر جوش را به محصولاتی منحصر به فرد و پیشرو در بازار ابزار تبدیل کرده است. این تنها یک ادعا نیست؛ در ادامه با ما همراه باشید تا بیشتر بدانید.

الکترود پنج، چالشی به سبک رونیکس

الکترود شماره ۵

جوشکاران با تجربه می‌دانند که الکترودهای با سایز بزرگ مثل شماره ۴ و ۵ معمولاً برای پروژه‌های سنگین صنعتی و ساخت اسکلت‌های فلزی به کار می‌روند. برای استفاده از این الکترودها، باید از دستگاه جوش اینورتر قوی و با توان مناسب استفاده کرد؛ در غیر این صورت، ممکن است به دستگاه فشار بیاید و باعث خرابی آن شود.

برای کار با الکترود شماره ۵ و رسیدن به نفوذ بهتر در جوش، لازم است از دستگاه اینورتری با آمپر ۲۵۰ به بالا استفاده کنید. اما مدل‌های جدید اینورترهای رونیکس با نام‌های RH-4602 و RH-4604، با وجود آمپر واقعی ۲۰۰، به‌گونه‌ای حرفه‌ای و با ساختاری مقاوم طراحی شده‌اند. با این دستگاه‌ها می‌توانید الکترود شماره ۵ را به صورت پیوسته و تا ۲۰ دقیقه بدون توقف ذوب و جوشکاری کنید.

رونیکس برای نشان دادن این توانایی، چالشی با نام «الکترود ۵» ترتیب داد و کیفیت این دو مدل اینورتر جوشکاری خود را آزمایش کرد. جوشکاری با الکترود شماره ۵ و با خروجی ۲۰۰ آمپر شروع شد. نتیجه آزمایش ثابت کرد که با اینورترهای جوشکاری رونیکس مدل RH-4602 و RH-4604، می‌توان به مدت ۲۰ دقیقه بدون وقفه و با آمپر واقعی ۲۰۰، با الکترود شماره ۵ جوشکاری کرد.

بیشتر بخوانید: بررسی کامل و کاربردی اینورتر جوشکاری تاپ لاین RH-4608 رونیکس