Биполярные транзисторы с изолированным затвором выполненны как сочетание входного полевого транзистора с изолированным затвором и выходного биполярного n-p-n –транзистора, рис.
Рис. Схематическое изображение IGBT- транзистора
Образовавшаяся структура из двух транзисторов VT1 и VT2 имеет глубокую внутреннюю положительную обратную связь, т.к. ток коллектора транзистора VT2 влияет на ток базы. Условное схематическое изображение транзистора IGBT и его модель приведены на рис.
Рис. Биполярный транзистор с изолированным затвором, его SPS-модель,
На пиктограмме биполярного транзистора IGBT показан выходной порт m, который формирует векторный Simulink-сигнал из двух составляющих – ток «коллектор-эмитер», напряжения «коллектор-эмитер» транзистора. Модель IGBT-транзистора состоит из резистора Ron , индуктивности Lon , источника постоянного напряжения Vf и ключа SW. Работой ключа управляет блок логики. Включение прибора происходит при положительном напряжении «коллектор-эмитер, которое превышает Vf и на затвор g транзистора подается положительный сигнал. Выключение прибора происходит при уменьшении сигнала на затворе g до нуля. Транзистор находится в выключенном состоянии при отрицательном напряжении «коллектор-эмитер». В модели параллельно самому прибору включена демпфирующа цепь из последовательно соединенных резистора и индуктивности. В моделе учитывается инерционность выключающегося транзистора введением конечного времени выключения. Процесс выключения содержит два интервала: спад, с длительностью Tf в пределах которого ток «коллектор - ємитер» уменьшается до 0,1 от тока в момент выключения, и затягивание с длительностью Tt , где ток спадает до нуля.
Необходимо провести исследования модели биполярного транзистора IGBT однотактного выпрямителя с RLC- нагрузкой и измерить токи и напряжения на нагрузке.
Исходные данные для модели: Питающее переменное напряжения 110В с частотой 50Гц, нагрузка с сопротивлением 12 Ом и индуктивностью 5мГн.
Запускаем MATLAB и выполняем те же операции, что и в предыдущей работе.
На рис. представлены графики тока транзистора и напряжения в активно-емкостной нагрузке
Рис. Графики тока транзистора и напряжения в активно-емкостной нагрузке