EN
أساسيات وحدات IGBT عالية الجهد
التركيب الأساسي وميكانيكية التبديل
الجهد العالي وحدة الترانزستور ثنائي القطب ذو البوابة المعزولة (IGBT) هي إنجاز في هندسة الإلكترونيات القوية، حيث تجمع بين تصميم أشباه الموصلات الدقيق وتعبئة متينة لتحمل الإجهادات الكهربائية الشديدة. يتكون هيكلها الأساسي من تكامل ثلاث أنظمة فرعية رئيسية: رقاقة أشباه الموصلات الكهربائية، ودوائر التحكم في البوابة، وواجهة إدارة الحرارة - كل منها محسّنة لتحقيق توازن بين التعامل مع الجهد العالي والتبديل السريع.
في القلب منها تقع رقاقة IGBT ، التي تُصنع عادةً باستخدام السيليكون (Si) نظرًا لكون بنيتها التصنيعية ناضجة، على الرغم من اكتساب مواد جديدة ذات نطاق نطاق واسع مثل كربيد السيليكون (SiC) زخمًا لفعاليتها الأعلى. تستخدم الرقاقات الحديثة تقنية الإيقاف المغناطيسي (FS) ، اختراع في عزل الجهد: طبقة رقيقة ومُعَدَّلة بشكل كبير بالقرب من المُجمِّع تُوقِف المجال الكهربائي في منطقة الانجراف، مما يقلل من سُمك الرقاقة مع الحفاظ على قدرتها على تحمل الجهد العالي. على سبيل المثال، تحقق رقاقة FS-IGBT بجهد 6500 فولت قدرتها على العزل بطبقة انجراف أرق بنسبة 30% مقارنةً بالتصميم القديم غير المُشبَّع (NPT)، وتقلل خسائر التوصيل بنسبة 15-20%.
الـ دائرة تشغيل البوابة هو "عقل" الوحدة، والذي يُحوِّل إشارات التحكم ذات الجهد المنخفض (5-15 فولت) إلى إجراءات عالية الجهد في IGBT. لتجنب التداخل الكهربائي بين دائرة التحكم (الجهد المنخفض) ودائرة القدرة، تستخدم سائقات البوابة العزل الكهربائي —إما عزل ضوئي (عبر وصلات الألياف البصرية) أو عزل مغناطيسي (عبر محولات النبض). يوفر العزل الضوئي زمن استجابة أسرع (<100 نانوثانية) ومقاومة أفضل للتداخلات الضوضائية، مما يجعله مناسبًا للمجالات ذات التردد العالي مثل أجهزة STATCOMs، بينما يكون العزل المغناطيسي أكثر فعالية من حيث التكلفة في الحالات ذات التردد المنخفض مثل محركات المصانع. تحتوي السائقات المتقدمة أيضًا على ميزات حماية مدمجة: حيث تقوم وظيفة قفل انخفاض الجهد (UVLO) بإيقاف تشغيل IGBT إذا انخفض جهد البوابة إلى أقل من 12 فولت، لمنع التلف الناتج عن التشغيل غير الكامل، في حين تقوم ميزة كشف فقدان التشبع (desaturation detection) بكشف زيادة التيار من خلال مراقبة جهد المجمع-الباعث (VCE)، مما يؤدي إلى إيقاف تشغيل تدريجي خلال أقل من 1 مايكروثانية.
التعبئة هي الطبقة الأخيرة والحرجة، حيث تحتوي على الشريحة والإلكترونيات المسؤولة عن تشغيلها (driver) وتسهيل التخلص من الحرارة. تستخدم الوحدات ذات الجهد العالي قواعد خزفية أ (على سبيل المثال، Al₂O₃ أو AlN) لعزل الشريحة كهربائيًا عن مبرد الحرارة مع توصيل الحرارة. تُفضَّل ركائز الـ AlN، التي تبلغ قدرتها على التوصيل الحراري خمسة أضعاف قدرة الـ Al₂O₃، لوحدات 6500 فولت في أنظمة التيار المستمر عالي الجهد (HVDC)، حيث تتجاوز كثافة الحرارة 50 واط/سم². كما يحمي المركب العازل، الذي يكون غالبًا هلام سيليكوني أو راتنجات إيبوكسية، المكونات الداخلية من الرطوبة والإجهاد الميكانيكي، مما يضمن الموثوقية في البيئات القاسية مثل أنفاق السكك الحديدية أو مزارع الطاقة الشمسية في الصحاري.
قدرات تحمل الجهد (نطاقات 1700 فولت - 6500 فولت)
جهد عالٍ وحدات IGBT تم تصميمها لتتحمل نطاق الجهد 1700-6500 فولت، وهي مرونة تنبع من تصميم الدوائر الدقيقة والعلوم الدقيقة للمواد. تستهدف كل فئة جهد تطبيقات محددة، مع هامش أمان مُضمن للبقاء على قيد التشغيل أثناء حدوث قفزات جهد مؤقتة - وهو أمر بالغ الأهمية لتجنب الفشل الكارثي.
وحدات 1700 فولت : مهيمنة في الطاقة المتجددة ومحركات الصناعية. في محولات الطاقة الشمسية بجهد 1500 فولت، فإنها تتعامل مع جهود الدائرة المستمرة (DC-link) تصل إلى 1800 فولت (مع هامش أمان 20% لمنع ارتفاع الجهد الناتج عن التغيرات السريعة في الإشعاع الشمسي) وتقوم بالتبديل بتردد 16-20 كيلوهرتز للحد من تشويه التوافقيات. كما أنها تُستخدم لتشغيل المحركات الصناعية ثلاثية الأطوار بجهد 400 فولت تيار متردد لمضخات ومراوح، حيث يقلل انخفاض جهد التشغيل (VCE(sat) <1.8 فولت عند التيار المقنن) من خسائر التوصيل.
وحدات 3300 فولت :حصان العمل في أنظمة الجهد المتوسط. فهي عنصر أساسي في شبكات السكك الحديدية بتيار مستمر 3 كيلو فولت، حيث تقوم بتحويل التيار المستمر إلى تيار متردد ثلاثي الأطوار لمحركات الجر في القطارات مثل قطار ICE 4 الألماني، الذي يستخدم وحدات بجهد 3300 فولت/1200 أمبير لتحقيق سرعات تصل إلى 300 كيلومتر/ساعة. وفي توربينات الرياح، تسمح الوحدات بجهد 3300 فولت ببناء محولات بقدرة 6 ميغاواط فأكثر، حيث تعالج الإخراج المتغير من التيار المستمر من المولدات في حين تتماشى مع الشبكة الكهربائية.
وحدات 4500 فولت - 6500 فولت :مخصص لتطبيقات على نطاق الشبكة الكهربائية. تزود الوحدات بجهد 4500 فولت أنظمة الدفع الصناعية في مصانع الدرفلة بجهد 6-10 كيلو فولت، حيث تتحمل أحمالًا تصل إلى 5 أضعاف لمدة 10 ثوانٍ خلال فترة التشغيل القصوى. أما الوحدات بجهد 6500 فولت فهي العمود الفقري لنقل التيار المستمر عالي الجهد - فمشروع خط نقل التيار المستمر ±800 كيلو فولت من شيانغجيا با إلى شنغهاي في الصين يستخدم وحدات بجهد 6500 فولت/2500 أمبير في محولاته، لنقل 6.4 غيغاواط من الكهرباء عبر مسافة 1900 كيلومتر بنسبة خسائر إجمالية أقل من 7%.
عامل أساسي في مقاومتها للجهد هو المقاومة للتغيرات الجهد المفاجئة ـ القدرة على تحمل الجهد الزائد المؤقت من خلال السماح بحدوث انهيار جليدي متحكم فيه. على سبيل المثال، يمكن لوحدات 6500 فولت أن تتحمل أحداث انهيار بجهد 7000 فولت لمدة 10 ميكروثوانيه، وهي ميزة حاسمة لحمايتها من الصواعق في خطوط النقل الهوائية.
تطبيقات البنية التحتية لشبكات الطاقة
أنظمة نقل التيار المستمر عالي الجهد (HVDC)
أنظمة التيار المباشر عالي الجهد (HVDC) تقوم بتحويل نقل الطاقة على مسافات طويلة، ومفاتيح IGBT هي العناصر التي تمكّن ذلك. وعلى عكس نقل التيار المتردد، الذي تفقد فيه 15-20% من الطاقة خلال مسافة 1000 كم، فإن نظام HVDC باستخدام IGBT يقلل الفاقد إلى 5-8%، وذلك بفضل ميزتين رئيسيتين:
تحويل طاقة فعال : المحولات المستندة إلى IGBT تحل محل المحولات القائمة على الثايرستور والمستندة إلى التبديل بالخط، مما يمكّن من تدفق الطاقة في الاتجاهين واستقرار الشبكة بشكل أسرع. على سبيل المثال، يستخدم مشروع Western Link HVDC في المملكة المتحدة IGBT بجهد 6500 فولت لنقل 2 غيغاواط من طاقة الرياح من اسكتلندا إلى إنجلترا، مع تعديل تدفق الطاقة في أقل من 10 مللي ثانية لموازنة الطلب على الشبكة.
انخفاض متطلبات ممر المرور (Right-of-Way) : تحتاج نقل التيار المستمر عالي الجهد إلى عدد أقل من الموصلات مقارنةً بالتيار المتردد (1-2 لتيار المستمر مقابل 3 لتيار المتردد)، مما يجعلها مناسبةً لكابلات القاع البحري - يستخدم مشروع NordLink في النرويج كابلًا بحريًا بطول 510 كم لتيار المستمر عالي الجهد مع محولات IGBT لتجارة الطاقة الكهرومائية مع ألمانيا، مما يقلل من التأثير البيئي.
وحدة تعويض القدرة الاستاتيكية (STATCOM) لاستقرار الشبكة
س تعتبر المحولات المتزامنة الثابتة (STATCOMs) هي "مُمَتصَّات الصدمة" للشبكة، وتوفر وحدات IGBT سرعة غير مسبوقة لها. في الشبكات ذات النفوذ العالي للطاقة المتجددة (على سبيل المثال، 30%+ من الرياح/الشمسية)، تكون تقلبات الجهد شائعة — فقد تؤدي الغيوم المفاجئة إلى انخفاض إنتاج الطاقة الشمسية بنسبة 50% في ثوانٍ، مما يسبب هبوط الجهد. تُعَوِّض STATCOMs ذلك من خلال ضخ طاقة تفاعلية (MVAr) لرفع الجهد، حيث تسمح وحدات IGBT بزمن استجابة أقل من 5 مللي ثانية (أسرع بعشر مرات من خزانات المكثفات التقليدية).
على سبيل المثال، فإن وحدة STATCOM تعتمد على IGBT بجهد 3300 فولت في شبكة ERCOT في تكساس، تحافظ على جهد ضمن ±1% من القيمة الاسمية من خلال تعديل القدرة التفاعلية بين -100 MVAr و+100 MVAr، ومنع الانقطاعات أثناء انخفاض الرياح الناتج عن العواصف. هذه القدرة هي السبب في قيام الشبكات في جميع أنحاء العالم — من ولاية غوجارات في الهند الغنية بالطاقة المتجددة إلى سوق الكهرباء الوطني في أستراليا — بتركيب وحدات STATCOMs باستخدام IGBT بمعدل 5-10 غيغاواط/السنة.
تطبيقات السكك الحديدية
عاكسات الدفع وفرامل الاسترجاع
تتطلب السكك الحديدية استخدام مقاومات IGBT تجمع بين القدرة العالية والمتانة، وتُحقق وحدات 3300 فولت ذلك على كلا الجبهتين. في القطارات عالية السرعة، تقوم المحولات الخاصة بالدفع بتحويل الجهد المستمر للسكة (1.5 كيلوفولت أو 3 كيلوفولت) إلى تيار متردد ذي تردد متغير لمحركات الجر، حيث تعمل مقاومات IGBT عند تردد 2-5 كيلوهرتز لضمان التسارع السلس. وتستخدم سكة شينكانسن N700S اليابانية وحدات 3300 فولت/1500 أمبير لتحقيق سرعة 360 كيلومتر/ساعة، مع اهتزاز عزم دوران أقل من 3% لراحة الركاب.
إن الكبح المُعيد هو المجال الذي تُظهر فيه مقاومات IGBT تميزًا كبيرًا: أثناء التباطؤ، تعمل محركات الجر كمولدات كهربائية، حيث تُحوَّل الطاقة الحركية إلى طاقة كهربائية. تقوم مقاومات IGBT بتحويل هذا التيار المتردد مرة أخرى إلى تيار مستمر، وتُغذى هذه الطاقة في الشبكة الكهربائية لاستخدامها من قبل القطارات الأخرى. وفي خط يامانوت في طوكيو، تستعيد هذه الشبكة حوالي 30% من الطاقة، مما يقلل من استهلاك الطاقة السنوي من الشبكة الكهربائية بمقدار 18 جيجاواط ساعة، ويُطيل عمر فرامل الأقراص بنسبة 60%.
الصلابة البيئية
إن البيئات الخاصة بالسكك الحديدية قاسية للغاية — الاهتزازات (تصل إلى 20g)، والتقلبات الحرارية (-40°م إلى +85°م)، والغبار/الحطام تُعد تهديدات مستمرة. تُصنع وحدات IGBT الخاصة بالسكك الحديدية لتتحمل كل ذلك:
مقاومة الاهتزاز : تستخدم تثبيت الشريحة بدون لحام (على سبيل المثال: التلبيد الفضي) بدلاً من اللحام التقليدي الذي يمكن أن يتشقق تحت الاهتزاز. تمتلك روابط التلبيد الفضي 3 مرات أعلى توصيل حراري وتصمد أمام 100 مليون دورة اهتزاز (وفقاً لمعايير IEC 61373) دون أي تدهور.
المرونة الحرارية : التبريد المزدوج باستخدام سائل تبريد (خليط من الغلايكول والماء) يحافظ على درجات حرارة الوصلة أقل من 125°م حتى في المناخ الصحراوي أو القطبي. قطار CRH2A للسرعة العالية، الذي يعمل في مقاطعة هيلونغجيانغ الصينية حيث تصل درجة الحرارة إلى -40°م، يستخدم هذا التصميم للحفاظ على الأداء الموثوق.
حلول إدارة الحرارة
الحرارة هي العدو الرئيسي لدوائر IGBT – حيث تؤدي درجات الحرارة الزائدة إلى تسريع الشيخوخة وتقليل القدرة على تحمل الجهد، ويمكن أن تسبب فشلاً فورياً. وإدارة الحرارة المتقدمة تضمن تشغيل الوحدات ضمن نطاق درجات الحرارة الآمن (عادةً من -40°م إلى +150°م لدرجة حرارة الوصلة).
مواد الواجهة الحرارية (TIMs) : تملأ هذه المواد الفجوات الدقيقة بين الوحدة والمشتت الحراري، مما يقلل من المقاومة الحرارية. المواد التقليدية لنقل الحرارة (TIMs) (مثل معجون التبريد الحراري) توفر 1-3 واط/م·كلفن، لكن الخيارات الحديثة مثل الوسادات المدعمة بالجرافين تصل إلى 10-15 واط/م·كلفن. وفي الوحدات ذات الجهد العالي (6500 فولت) لتيار مباشر عالي الجهد (HVDC)، يقلل ذلك من المقاومة الحرارية بين الوصلة والمشتت بنسبة 40%، مما يخفض درجة حرارة التشغيل بمقدار 15-20°م.
التبريد المزدوج الأوجه : بدلاً من تبريد لوحة القاعدة فقط، تقوم هذه التصميمات بتدوير سائل التبريد على السطحين العلوي والسفلي للوحدة. بالنسبة للوحدات المستخدمة في قطارات التيار المتردد بجهد 3300 فولت، يضاعف هذا قدرة التبديد الحراري، مما يسمح بزيادة إنتاج التيار بنسبة 20% دون حدوث ارتفاع مفرط في درجة الحرارة.
المبددات الحرارية الدقيقة : تستخدم الوحدات المدمجة (على سبيل المثال، للجرارات الكهربائية) مبردات حرارية ذات قناة دقيقة بقناوات تتراوح بين 50-200 ميكرومتر، حيث يتدفق المبرد داخلها بسرعة 2-3 م/ث. ويتم بهذه الطريقة تحقيق كثافة تدفق حراري تبلغ 100 واط/سم²، وهو أمر بالغ الأهمية في التطبيقات التي تواجه قيودًا في المساحة ولا يمكن فيها تركيب مبردات حرارية كبيرة.
آليات الحماية
تتعرض البيئات عالية الجهد لحدوث أعطال مثل زيادة الجهد والتيار واختصار الدائرة. ولذلك، فإن وحدات IGBT مزودة بحماية متعددة لضمان البقاء على قيد التشغيل رغم هذه الأحداث:
قمع زيادة الجهد : تُستخدم مقاومات أكسيد المعادن (MOVs) أو مثبطات الجهد العابرة (TVS) لتوجيه الجهد الزائد إلى الأرض. يمكن لوحدة 6500 فولت استخدام MOV بجهد 7000 فولت، مما يمنع ارتفاعات الجهد الناتجة عن البرق أو التبديل الحثي في أقل من 10 نانو ثانية.
تحمل القصر الكهربائي : يمكن لدوائر IGBT تحمل حالات القصر لمدة تتراوح بين 10-100 ميكروثانية (حسب تصنيفها). أثناء حدوث القصر، يكتشف سائق البوابة ارتفاع VCE (التشبع) ويقوم بتطبيق جهد سالب على البوابة (-5 فولت) لإيقاف تشغيل الجهاز، وبالتالي تقييد الطاقة المتبددة. عادةً ما تتحمل الوحدات ذات الجهد 3300 فولت أربعة أضعاف التيار المقنن لمدة 50 ميكروثانية.
تعزيز منطقة RBSOA : منطقة التشغيل الآمنة للحظر المتكرر (RBSOA) تحدد الظروف التي يمكن فيها لجهاز IGBT أن يحظر الجهد بعد حدوث دائرة قصر. توسع FS-IGBTs الحديثة نطاق RBSOA، مما يسمح لها بحظر الجهد الكامل حتى مع تدفق تيار يساوي ضعف التيار المقنن، وهو أمر بالغ الأهمية لاستعادة الشبكة بعد حدوث عطل.
هندسة الموثوقية
إن الموثوقية على المدى الطويل أمر بالغ الأهمية للترانزستورات الثنائية القائمة على البوابة العازلة (IGBTs) في التطبيقات الحيوية (على سبيل المثال: المستشفيات، محطات الطاقة النووية). ويتم تحقيق هذه الموثوقية من خلال عاملين رئيسيين:
قدرة دورة الطاقة : يجب أن تتحمل الوحدات ملايين دورات التسخين/التبريد المتكررة (ΔTj = 50-100 درجة مئوية). تحقق التصاميم المتقدمة التي تستخدم اتصالًا سلكيًا من الألومنيوم (بدلاً من الذهب) وقواعد نحاسية مليون دورة أو أكثر، مما يطيل عمر الوحدات لتصل إلى 15-20 سنة في الأنظمة الصناعية.
مقاومة الرطوبة : تتعرض التطبيقات الخارجية (على سبيل المثال لا الحصر: توربينات الرياح) لرطوبة عالية، مما قد يؤدي إلى التآكل أو التسرب الكهربائي. تتحمل الوحدات التي تحتوي على أغطية مصنفة بمعيار IP67 وطبقات عازلة من مادة parylene 1000 ساعة في ظروف حرارية تبلغ 85 درجة مئوية ورطوبة نسبية 85% (وفقاً لاختبار IEC 60068) مع انحراف في المعلمات لا يتجاوز 10%.
تطبيقات ناشئة
المحركات ذات الجهد المتوسط : تُستخدم ترانزستورات IGBTs ذات الجهد 4500 فولت في محركات 6-10 كيلو فولت الخاصة بمصانع طحن الإسمنت والمضخات المائية، مما يزيد الكفاءة من 95% إلى 98%، ويوفّر 3-5% من تكاليف الطاقة. وعلى سبيل المثال، فإن محرك 10 ميغاواط في مصنع لتحلية المياه في المملكة العربية السعودية يقلل من استهلاك الكهرباء السنوي بمقدار 4.2 غيغاواط/ساعة.
دمج مصادر الطاقة المتجددة : تتيح وحدات 1700 فولت تصميم محولات شمسية بقدرة 300 كيلوواط وأكثر بكفاءة 99.2%، في حين تعالج وحدات 3300 فولت في محولات الرياح البحرية ذات القدرة 15 ميغاواط الإخراج المتغير من التوربينات التي تصل قدرتها إلى 12 ميغاواط، مما يضمن دمجًا مستقرًا مع الشبكة الكهربائية.
الأسئلة الشائعة
متى يجب أن أختار IGBTs المصنوعة من SiC بدلاً من IGBTs التقليدية المصنوعة من Si؟
تقدم IGBTs ذات السليكون كاربيد (SiC) خسائر توصيل/تبديل أقل وتحمل درجات حرارة أعلى (تصل إلى 200°م)، مما يجعلها مثالية للتطبيقات ذات التردد العالي (على سبيل المثال، محولات الطاقة الشمسية التي تعمل بتردد 20 كيلوهرتز فأكثر). ومع ذلك، فإن تكلفتها تصل إلى 2-3 أضعاف تكلفة السليكون (Si)، ولذلك يظل السليكون خيارًا أفضل للتطبيقات الحساسة من حيث التكلفة والتي تعمل بتردد منخفض (على سبيل المثال، أنظمة تيار مباشر عالي الجهد HVDC).
تقدم IGBTs ذات السليكون كاربيد (SiC) خسائر توصيل/تبديل أقل وتحمل درجات حرارة أعلى (تصل إلى 200°م)، مما يجعلها مثالية للتطبيقات ذات التردد العالي (على سبيل المثال، محولات الطاقة الشمسية التي تعمل بتردد 20 كيلوهرتز فأكثر). ومع ذلك، فإن تكلفتها تصل إلى 2-3 أضعاف تكلفة السليكون (Si)، ولذلك يظل السليكون خيارًا أفضل للتطبيقات الحساسة من حيث التكلفة والتي تعمل بتردد منخفض (على سبيل المثال، أنظمة تيار مباشر عالي الجهد HVDC).
كيفية اختبار وحدة IGBT للبحث عن الأعطال؟
استخدم جهاز قياس متعدد لفحص الدوائر القصيرة بين المجمع والمُصَدِر (يجب أن يُظهر مقاومة لا نهائية عند إيقاف التشغيل) والبوابة والمُصَدِر (5-10 كيلو أوم). وللاختبار الديناميكي، يُستخدم جهاز القياس الذبذبي (Oscilloscope) لقياس جهد المجمع والمصدر والتيار أثناء عملية التبديل للكشف عن أي قفزات جهد مفرطة أو تأخير في الإيقاف.
استخدم جهاز قياس متعدد لفحص الدوائر القصيرة بين المجمع والمُصَدِر (يجب أن يُظهر مقاومة لا نهائية عند إيقاف التشغيل) والبوابة والمُصَدِر (5-10 كيلو أوم). وللاختبار الديناميكي، يُستخدم جهاز القياس الذبذبي (Oscilloscope) لقياس جهد المجمع والمصدر والتيار أثناء عملية التبديل للكشف عن أي قفزات جهد مفرطة أو تأخير في الإيقاف.
ما تأثير تردد التبديل على أداء IGBT؟
تقليل التردد يقلل من حجم المكونات السلبية (المحثات/المكثفات) لكنه يزيد خسائر التبديل. بالنسبة لتيار مباشر عالي الجهد (50-100 هرتز)، ركّز على فقدان توصيل منخفض؛ وبالنسبة لأنظمة تعويض الحالة الثابتة (1-5 كيلوهرتز)، أولِي الأولوية للتبديل السريع.
تقليل التردد يقلل من حجم المكونات السلبية (المحثات/المكثفات) لكنه يزيد خسائر التبديل. بالنسبة لتيار مباشر عالي الجهد (50-100 هرتز)، ركّز على فقدان توصيل منخفض؛ وبالنسبة لأنظمة تعويض الحالة الثابتة (1-5 كيلوهرتز)، أولِي الأولوية للتبديل السريع.
هل يمكن استخدام IGBTs في المركبات الكهربائية (EVs)؟
نعم - تُستخدم IGBTs ذات 1200 فولت بشكل شائع في محولات المركبات الكهربائية (EV)، حيث تقوم بتحويل التيار المستمر من البطارية إلى تيار متردد للمحرك. وتستخدم تسلا موديل 3 ما مجموعه 24 IGBT في محولتها، مما يمكّن من تشغيل النظام بجهد 400 فولت والتيار 600 أمبير بكفاءة تصل إلى 97%.
نعم - تُستخدم IGBTs ذات 1200 فولت بشكل شائع في محولات المركبات الكهربائية (EV)، حيث تقوم بتحويل التيار المستمر من البطارية إلى تيار متردد للمحرك. وتستخدم تسلا موديل 3 ما مجموعه 24 IGBT في محولتها، مما يمكّن من تشغيل النظام بجهد 400 فولت والتيار 600 أمبير بكفاءة تصل إلى 97%.
ما هو مستقبل IGBTs ذات الجهد العالي؟
تشمل الاتجاهات دمج مادة كاربيد السيليكون (SiC)، وتصنيفات جهد أعلى (10 كيلو فولت فأكثر)، ووحدات أكثر ذكاءً مزودة بمستشعرات مدمجة لمراقبة الحالة في الوقت الفعلي، وهي ضرورية لأنظمة الشبكات ذاتية الإصلاح والأنظمة الصناعية المستقلة.
تشمل الاتجاهات دمج مادة كاربيد السيليكون (SiC)، وتصنيفات جهد أعلى (10 كيلو فولت فأكثر)، ووحدات أكثر ذكاءً مزودة بمستشعرات مدمجة لمراقبة الحالة في الوقت الفعلي، وهي ضرورية لأنظمة الشبكات ذاتية الإصلاح والأنظمة الصناعية المستقلة.