MOSFET vs IGBT

[Никита Тыманович]

В инверторах,по своей привычке, пользовался всегда только мосфет, а под новый год появилась возможность за копейки получить несколько мосфетов или igbt, и тут у меня появилось сомнение насчет них. Стал гуглить, но на форумах были ярые сторонники как мосфетов,так и igbt, при том аргументы и у тех и у других были одинаковы... В общем,решил раз и навсегда разобраться, что же все-таки лучше(интересует их кпд и рассеиваемая мощность при одинаковом токе,напряжении, частоте и кто из них лучше стоит в параллели со своими собратьями, ибо те же биполярные транзисторы очень плохо стояли друг с другом в параллели,мосфеты хорошо их-за отрицательного теплового воздействия на сопротивление,а про igbt даже не знаю...)

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[ARV]

Если кратко, до IGBT практически без вариантов для напряжений более 800 вольт. Для MOSFET-ов это практически предел возможностей, а IGBT имеются и до 4500 вольт. Ну и еще плюс у них в том, что падение напряжения в открытом (насыщенном) состоянии у них практически не зависит от тока, как у биполярных. В остальном разница с MOSFET небольшая... Практически все достоинства и недостатки совпадают.

Да, для малых напряжений MOSFET-ы предпочтительнее, т.к. низковольтных IGBT не бывает, а у высоковольтных на малых напряжениях напряжение коллектор-эмиттер будет таким же, как и на высоком напряжении... что означает бОльшие статические потери по сравнению с MOSFET.

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[Никита Тыманович]

1 минуту назад, ARV сказал:

Если кратко, до IGBT практически без вариантов для напряжений более 800 вольт. Для MOSFET-ов это практически предел возможностей, а IGBT имеются и до 4500 вольт. Ну и еще плюс у них в том, что падение напряжения в открытом (насыщенном) состоянии у них практически не зависит от тока, как у биполярных. В остальном разница с MOSFET небольшая... Практически все достоинства и недостатки совпадают.

Т.е. при напряжении из розетки они будут приблизительно одинаковы и взаимнозаменяемы?

 

[Реклама]

Выбираем схему BMS для корректной работы литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

 Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ, также как и для других, очень важен контроль процесса заряда и разряда, а специализированных микросхем для этого вида аккумуляторов не так много. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список имеющихся микросхем и возможных решений от разных производителей. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[ARV]

С моей точки зрения для "розеточных" напряжений еще MOSFETы должны выигрывать... Но это мнение - конкретно надо сравнивать по характеристикам.

[KRABIK]

Самое интересное, что все давно разжевано в Гугле, для забаненных там ... ---- http://artradiolab.ru/9-mosfet.htm

 

 

[Никита Тыманович]

55 минут назад, KRABIK сказал:

Самое интересное, что все давно разжевано в Гугле, для забаненных там ... ---- http://artradiolab.ru/9-mosfet.htm

 

 

Спасибо.В статье наглядно расписаны расчеты и применение. В гугле мне попадались чуть-чуть другие статьи,поэтому после 2-3 статей сразу пошел по форумам.

[Zamir_Ramilevich]

В полумостовых и мостовых, схемах, на igbt наблюдается один неприятный эффект,  точнее дефект,  при закрытии одного из транзисторов, по причине высокого dI/dt происходит самопроизвольное открытие и как следствие big-bang. Поэтому в таких схемах необходимо обеспечить бОльший дедтайм, закрывать транзистор быстро, а открывать медленно, что обуславливает повышение динамических потерь. На практике найти компромис между КПД и надежностью сложно, но можно... Иногда с кучей паленных ключей,  а иногда вообще без представления от чего и почему у него все горит и взрывается... 

[IRFP460]

Это называется эффект Миллера.  есть несколько схематических решений для борьбы с ним.

на IGBT можно смотреть только при ограниченном бюджете.  Если бюджет позволяет смысла в IGBT нету.

[Elektronics]

И не мало важное забыли сказать, что mosfet по высоким частотам выигрывает у igbt.

[ARV]

Только что, IRFP460 сказал:

на IGBT можно смотреть только при ограниченном бюджете

Бюджет ни при чем: у IGBT практически нет конкурентов на высоких напряжениях и больших токах. В остальном они фактически эквивалентны MOSFETам, т.к. являются однокристальной версией составного транзистора MOSFET+BIPOLAR: подвержены эффекту Миллера, параллелятся подобным образом и т.п. Но на низких напряжениях проигрывают по статическим потерям, о чем уже неоднократно было сказано в теме.

[IRFP460]

47 минут назад, ARV сказал:

у IGBT практически нет конкурентов на высоких напряжениях и больших токах

Да ладно.    SCT2080KE  1200В 40А  1100р.

C2M0045170D   1700 В 72А,  48А  (ток при 100гр) 84$ штука  при мелкой партии.

список очень длинный

 

могут переключаться на очень высоких частотах  недостижимых для IGBT. по потерям также утрут нос IGBT.

 

Изменено 27 декабря, 2016 пользователем IRFP460

[Armenn]

44 минуты назад, IRFP460 сказал:

SCT2080KE  1200В 40А  1100р.

Не дороговато? В Китае 5шт. за такую цену взять можно в легкую.

[ARV]

Только что, IRFP460 сказал:

Да ладно

Ладно, так ладно, не горячитесь. Если для вас 1200В - это высокое напряжение и 40А большой ток - я ж и не спорю  Что скажете про 3300В и 1500А ? Приведете примеры MOSFET-ов, утирающих нос 1MBI1500UE-330 ?

[IRFP460]

Ох, .....  Для меня большие. ), в начале темы вопрос стоял про инверторы.

19 минут назад, Armenn сказал:

Не дороговато? В Китае 5шт. за такую цену взять можно в легкую.

По характеристикам только надпись совпадет на корпусе.

Изменено 27 декабря, 2016 пользователем IRFP460

[ARV]

Только что, IRFP460 сказал:

Для меня большие

Дык я сразу и написал, что для "розеточных" напряжений (и токов) MOSFETы лидируют  

А инверторы разные бывают, и далеко не все "розеточные"

[герд]

2 часа назад, IRFP460 сказал:

SCT2080KE  1200В 40А 

 

А теперь сравните падение на стареньком IGBT ключе

и прикиньте, сколько вольт  будет падать на  SCT2080KE при 30-40 амперах ? Квадратичную зависимость мощности от тока ещё никто не отменял.

Сопротивление полевика в открытом состоянии есть линейная величина и падение на нём линейно зависит от тока, в то время как в биполяре оно очень нелинейно и в гораздо меньшей степени увеличивается при увеличении тока через прибор.

Несомненно, по быстродействию полевики существенно превосходят айжабят, но вы, как адепт мягких коммутаций, должны понимать, что при использовании ключиков в топологиях с мягкой коммутацией быстродействие не есть главный параметр. Именно по этой причине рекордный по кпд питальник выполнен именно на айжабятах и на вменяемой частоте.

А ваши, извините, фантазии с мегагерцами упираются в параметры других ЭРЭ  и являются "результатом" работы в области силовой электронике в режиме "4-6 часов".

Изменено 27 декабря, 2016 пользователем герд

[UVV]

Всем привет. Вопрос такой, токо-частотная характеристика для

в даташите есть, а вот скажем на IRF460 такой диаграммы нету и как определить какая частота для IRF460 наиболее приемлемая скажет для 300 В 20 А в импульсном режиме с перезарядкой затвора +15 V -15 V

@ARV скажем для однотактового сварочного инвертора MOSFET выбор очень скуден даже если этот инвертор розеточный.

[герд]

И для полевиков и для айжабят всё определяется допустимой температурой кристалла. Посчитайте мощность в ключе и через тепловые характеристики ключа и теплостока определите получающуюся температуру и тот запас, который у вас имеется.

И это не зависит от того: какой ток вы коммутируете, с какой частотой и каким типом ключа. Сложнее определить амплитуду температуры кристалла, которая может пришибнуть ключик с вполне приемлемым средним значением оной. Но и для подобных расчётов существуют графики в помогалках и калькуляторы, в том числе и онлайновые. Однако, если вы не допускаете импульсную мощность более 1кВт при включении-выключении, то заморачиваться с амплитудой температуры совсем не обязательно.

Ведь не зря же производитель рисует вам некие цифирки в среднем квадратике показанной вами ссылки. Опять же, показанные кривые пригодны лишь для жёсткой коммутации. А вот для резонансного режима работы, во первых строках помогалки, указаны совсем другие допустимые частоты.

Короче, рассматривать любые помогалки следует с включённой головой и под руководством здравого смысла. Тогда, даже не будучи специалистом в области применения п.п., вы реально сможете оценивать "способности" имеющихся у вас в "тумбочке" ЭРЭ.

[IRFP460]

6 часов назад, герд сказал:

А ваши, извините, фантазии с мегагерцами упираются в параметры других ЭРЭ  и являются "результатом" работы в области силовой электронике в режиме "4-6 часов".

 

Низкие частоты мне не интересы.  Возможно на частотах ниже 100 кГц  из IGBT можно выжать что-то превосходящее по сравнению с mofset , возможно ошибаюсь, я сильно глубоко не копал, и токовые хвосты не ловил, ограничивался datasheet и appnote, мне для моих задач достаточно.

 

 

Но зачем, к примеру ,  использовать 60 кГц если можно 600 кГц - это меньше трансформатор, меньше активное сопротивление обмоток, меньше паразитные связи,  меньше емкости конденсаторов.  потери в феррите не сильно возрастают.

 

До 1мГЦ я пока не дошел,  не нашел вменяемого LLC контроллера.  вот на 450кГц в режиме полумоста 800 Вт получал,   и никакой фантастики в 1мгц не вижу.

 

 

 

[герд]

7 минут назад, IRFP460 сказал:

До 1мГЦ я пока не дошел

Уверен, что скоро "дойдёте", но не уверен, что "дойдёт" до вас.

Тем не менее, удачи вам в ваших прогрессивных деяниях.

Изменено 27 декабря, 2016 пользователем герд

[IRFP460]

Спасибо.

 

В свое время, пытался я поставить в LLC  IGBT STGF14NC60KD такой транзистор ,  соблазнила цена ,

на холостом ходу и полной нагрузке КПД LLC c ним был ниже,  по сравнению mofset 11n60c3  ,  больше я с igbt особо не связывался.

частоты там были около 150кГЦ

21 минуту назад, герд сказал:

но не уверен, что "дойдёт" до вас.

так подтолкните,  буду тока благодарен

[Falanger]

Когда товарищЧи из ГРЧЦ подойдут , тогда очень даже "дойдёт".

И так уже "гайки поджали" ... , но это совсем другая история.

[IRFP460]

у инфинеона нашел LLC контроллер с максимальной частотой 1Мгц.

 

14 минуты назад, Falanger сказал:

ГРЧЦ

Приборы для испытаний на ЭМС  никто не отменял.

 

Если получиться , подойти к 1МГЦ  напишу.  у бывшей ir демоплаты есть в продаже с рабочей частотой полумоста до 800кГц и дедтаймами до 100 нc.  

[Starichok]

8 часов назад, IRFP460 сказал:

До 1мГЦ я пока не дошел

до 1 миллиГерца? - точно не дойдешь...

[Manowar]

В 27.12.2016 в 22:17, IRFP460 сказал:

Но зачем, к примеру ,  использовать 60 кГц если можно 600 кГц - это меньше трансформатор, меньше активное сопротивление обмоток, меньше паразитные связи,  меньше емкости конденсаторов.  потери в феррите не сильно возрастают.

нецелесообразно это. трансформатор и выходные  емкости уменьшатся. но потери вырастут несуразно. и на феррите и на ключах(включая потери управления), диодах, проводниках и на паразитных емкостях, упадёт кпд, возрастёт стоимость.

возрастут  требования к разводке, фильтрам. некоторые детали и требования безопасности не позволят заключить условный "200вт питальник" в спичечный коробок.