Применение и различия между IGBT и MOSFET в драйверах двигателей BLDC

Ключевые различия

1. Рабочее напряжение и ток
MOSFET обычно используются для приложений с низким напряжением, с максимальным номиналом около 600 В. Они отлично подходят для приложений, требующих высоких частот переключения, и подходят для диапазонов от низкой до средней мощности.
С другой стороны, IGBT могут работать с гораздо более высокими напряжениями, часто превышающими 1200 В и достигающими 1700 В или более. Они идеально подходят для приложений с высокой мощностью, что делает их пригодными для промышленных приводов и электромобилей.

2. Частота переключения
MOSFET могут эффективно работать на высоких частотах переключения (до нескольких сотен кГц), что выгодно для таких приложений, как импульсные источники питания и высокоскоростное управление двигателями.
IGBT обычно ограничены более низкими частотами переключения (обычно ниже 20 кГц) из-за более высоких потерь переключения. Это делает их менее подходящими для приложений, требующих быстрого переключения.

3. Потери проводимости
MOSFET демонстрируют более низкие потери проводимости при более низких напряжениях, но с ростом напряжения их потери проводимости могут стать значительными из-за более высоких значений R_DS(on).
IGBT имеют более низкое падение напряжения проводимости при высоких токах, что делает их более эффективными в мощных приложениях, где потери проводимости имеют решающее значение.

4. Тепловые характеристики
MOSFET обычно имеют лучшие тепловые характеристики на высоких частотах из-за их более быстрой коммутационной способности. Однако они могут страдать от повышенного тепловыделения при более высоких напряжениях.
IGBT разработаны для эффективной обработки высоких тепловых нагрузок и могут работать в средах со значительными колебаниями температуры без ущерба для производительности.

5. Требования к приводу
MOSFET требуют более простых схем управления затвором из-за их природы управления напряжением и высокого входного импеданса.
IGBT, хотя они также управляются напряжением, могут потребовать более сложных схем управления затвором для управления их более медленным временем выключения и смягчения таких проблем, как хвостовой ток.

6. Применения
MOSFET предпочтительны в таких приложениях, как низковольтные DC-DC-преобразователи, системы управления батареями и маломощные приводы двигателей, где важна высокая частота.
IGBT обычно используются в таких приложениях, как приводы двигателей электромобилей, промышленные контроллеры двигателей (испарительный воздухоохладитель, водяной насос, промышленный вентилятор, компрессор кондиционера...) и возобновляемые источники энергии (например, инверторы для солнечных панелей), где необходимо управление высоким напряжением и током. Для управления воздухоохладителями/вентиляторами и промышленными водяными насосами IGBT являются предпочтительным вариантом, поскольку они могут работать с более высокими напряжениями и токами, отлично работая в мощных приложениях. Хотя MOSFET превосходны в определенных маломощных высокочастотных приложениях, IGBT обеспечивают лучшую производительность и надежность для этих промышленных устройств. Lumsyn Electronic предлагает высокопроизводительные драйверы/контроллеры двигателей FOC (Field-Oriented Control) для BLDC (Brushless DC) и PMSM (Permanent Magnet Synchronous Motor), которые используют технологию IGBT. Компания стала ведущим производителем драйверов двигателей PMSM/BLDC в Китае, а ее продукция заслужила хорошую репутацию на рынках Европы, Америки, Ближнего Востока, Китая, особенно в таких областях применения, как воздухоохладители, вентиляторы, водяные насосы...