Choix IGBT ou MOSFET


Premier critère de choix :

IGBT : plutôt pour les tensions élevées et les fortes puissances.

Un moteur de plusieurs kW, à vitesse variable qui marcherait sur le 22O-380 V, avec un redresseur, ou sur de très grosses batteries ( voiture électrique ).

Les MosFETs , sont plus limités ( dans la gamme grand public ) :

forte tension = > faible courant exemple 100v 20 A
fort courant => faible tension exemple 30V 100 A

Mais ça évolue. les fabricants s’acharnent à réduire la résistance des MosFETS, et à améliorer la dissipation..

On trouve des MosFETS : 150 V 200 A

Autre critère de choix : la fréquence de commutation:

Les MosFETs sont plus rapides que les IGBT, donc moins de pertes aux fréquences élevées.

Il y a donc la vitesse de rotation qui rentre en jeu, mais aussi la commutation PWM, pour réguler le courant moyen pendant l’alternance, en jouant sur la largeur des impulsions à fréquence plus élevée que la vitesse de rotation. .

Pour les IGBT , aux pertes dues à la résistance de la jonction ( DC Power Loss ) , il faut ajouter les pertes dues à la commutation ( Modulation Power Loss ) .

Sur certains modèles, selon la fréquence ( 15 kHz) les deux sont égales. elles ne sont donc pas négligeables.

Ceci est du au temps de réponse des IGBT :

– à l’état bloqué :

l’ IGBT a la tension max et un très faible courant de fuite, donc P = 0.

– à l’ état conducteur

l’ IGBT est traversé par le courant moyen de la charge, et a à ses bornes une tension de qq volts : DC Power Loss.

– lors de la transition bloqué – conducteur et inversement :

l’IGBT se trouve avec la moitié de la tension et la moitié du courant, donc une puissance très élevée qui heureusement ne dure pas longtemps, mais ce temps est constant et plus on répète et rapproche les commutations, plus la puissance perdue est élevée…

les MosFETs ayant un temps de réponse plus court, cette puissance perdue dans les transitions est moins importante.

Attention : les courants qui sont donnés sont le maximum à ne pas dépasser, avec une température de jonction de 25 °C.

La jonction ne restera pas longtemps à 25 °C, même avec un radiateur correctement dimensionné.

Aussi il faut prendre la valeur de courant maxi avec une jonction à 100 °C, qui n’est plus que de la moitié environ ..

Pour 50 A il faudra choisir un MosFET de 100 A.

Les radiateurs sont calculés pour maintenir la jonction à 100 °C ( voire 125 °C ) et sont relativement encombrants. Ils nécessitent souvent une ventilation forcée.

Voir l’ Article : refroidissement des MosFETS

Autre critère de choix : la tension de commande.

A compléter

http://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/00898a.pdf

http://www.irf.com/technical-info/appnotes/an-1084.pdf

http://www.irf.com/technical-info/appnotes/an-1005.pdf

http://www.irf.com/technical-info/appnotes/an-1059.pdf

Refroidissement calculs

http://www.irf.com/technical-info/appnotes/an-1057.pdf

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