La Tecnología IGBT en las Soldadoras Inverter Modernas

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La tecnología IGBT es una de las tecnologías que hemos oído su nombre normalmente en relación con las soldadoras inverter modernas. Como todos sabemos, la tecnología está desarrollando día a día y este desarrollo, no solo ha llegado a la industria de las herramientas, sino también las ha transmitido a una nueva generación. En este artículo queremos informar a usted más informaciones sobre esta nueva tecnología que probablemente ha oído su nombre cuando estaba buscando las máquinas de soldadura nuevas.

¿Qué significa IGBT?

Este término significa Transistor Bipolar de Puerta Aislada (conocido por la sigla mencionada, del inglés Insulated Gate Bipolar Transistor) que es una de las tecnologías más conocidas utilizadas en las soldadoras inverter modernas. Este sistema nuevo es una combinación de un transistor de unión bipolar (BJT) y un transistor de efecto de campo metal-óxido-semiconductor (MOSFET), por lo que es ideal como un dispositivo semiconductor que, en los circuitos de electrónica de potencia, se utiliza como interruptor alimentado. Como consecuencia este dispositivo semiconductor con tres terminales es capaz de transmitir corrientes bipolares en corrientes elevadas.

El transistor IGBT

Aplicaciones más comunes de la tecnología IGBT

Esta tecnología nueva se utiliza normalmente en:

  • Los equipos de iluminación de baja potencia con una frecuencia inferior a 100 kHz
  • Las fuentes de alimentación con carga constante o con pocos cambios
  • Para la protección contra la corriente de arranque y el cortocircuito
    Y lo más frecuente y más importante para nosotros en
  • Las soldadoras inverter modernas con alta corriente

Cómo Funcionan las Soldadoras Inverter Modernas equipada con la Tecnología IGBT

Hay muchos tipos de máquinas de soldar y procesos de soldadura que entre ellos las soldadoras inverter modernas equipada con esta tecnología son las más recientes, ya que sólo existen desde la década de 1980.

Estas máquinas de soldar pueden manejar altas cargas de soldadura por arco y funcionan a través de convertir la energía de baja tensión en energía de alta tensión que se almacena en una batería de condensadores. Después, para proporcionar la corriente de soldadura necesaria, un microprocesador cambia a un segundo transformador según sea necesario.

Cómo la tecnología IGBT sustituye a MOSFET y BJT

El desarrollo del este tipo de transistor se caracterizó por los esfuerzos para la eliminación completo de los fallos fatales para el d0ispositivo causado por el enclavamiento del dispositivo. Se estableció cuando se logró la supresión completa del enclavamiento del tiristor parásito.

Nakagawa et Al. inventó el concepto de diseño de dispositivos de esta tecnología sin enclavamiento en 1984. La invención se caracteriza por el diseño del dispositivo que establece la corriente de saturación del dispositivo por debajo de la corriente de enclavamiento, lo que activa el tiristor parásito.

En la primera etapa de su desarrollo, todos los investigadores intentaron aumentar la corriente de enclavamiento para suprimir el enclavamiento del tiristor parásito. Sin embargo, todos estos esfuerzos fracasaron porque este transistor nuevo podía conducir una corriente enormemente grande.

El éxito de la supresión del enclavamiento fue posible al limitar la corriente de colector máxima, que este transistor podía conducir, por debajo de la corriente de enclavamiento mediante el control/reducción de la corriente de saturación del MOSFET inherente. Este fue el concepto de IGBT sin enclavamiento. El “dispositivo de Becke” fue posible gracias a este nuevo transistor sin enclavamiento.

Por general este transistor considera un dispositivo de potencia más robusto y resistente que se ha desarrollado nunca, por lo que facilita a los usuarios el uso del dispositivo y desplaza a los transistores bipolares e incluso a los GTO (del inglés Gate Turn-Off Thyristor). Esta excelente característica surgió repentinamente cuando se estableció este nuevo transistor sin enclavamiento en 1984, resolviendo el problema del llamado “enclavamiento“, que es la causa principal de la destrucción o el fallo del dispositivo.

Transistor de la nueva tecnologia IGBT

Las Ventajas de la Tecnología IGBT

Las ventajas destacadas de este tipo de transistor incluyen en:

• Alta impedancia de entrada (como el MOSFET)
• Baja caída de tensión y pérdidas (como el BJT)
• Baja tensión en modo encendido (como BJT)
• Tiene la misma tensión y corriente que un transistor bipolar cuando se utiliza como interruptor controlado estáticamente.
• Puede encenderse fácilmente con la base de la puerta apagada.
• Tiene una menor resistencia de canal en modo de conducción.
• Es capaz de las operaciones de alta tensión, baja resistencia de conducción, la facilidad de operación y funcionamiento que ha atraído a muchos fans y hoy es el más utilizado esta tecnología.
• Tiene muchos componentes paralelos que pueden trabajar con corrientes muy altas, por lo que son tan populares.
• Puede soportar tensiones de hasta 3300 voltios, lo cual es apto para los aparatos eléctricos y los coches híbridos.
• Se utiliza en potencias superiores a 5 kW, frecuencia de conmutación inferior al 50%, temperatura de la pieza superior a 1000 voltios y temperatura de la pieza superior a 100 grados.

Influencia de IGBT en las Soldadoras Inverter Modernas

La entrada de esta tecnología a la fabricación de la nueva generación de las máquinas de soldadura, ha causado la reducción de costo de este producto y dado que incluye todas las ventajas de los transistores anteriores, ha cubierto todos los fallos de ellos, por lo tanto, pude ser usado en las tareas eléctricas de alta tránsito como las soldadoras inverter, las fuentes de alimentación, los convertidores.

Además, esta tecnología permite realizar soldaduras más limpias, continuas, eliminando la molestia del electrodo pegado.\

Estructura de las soldadoras inverter modernas con tecnología IGBT en comparación con BJT y MOSFET

Las soldadoras inverter modernas tienen un programa de control que realiza el trabajo de pulsación de la corriente de soldadura, la soldadura automática por puntos y etc.

Esta tecnología nueva es importante porque proporciona la energía necesaria para diferentes tipos de procesos de soldadura. Gracias a esta tecnología en las soldadoras inverter modernas se pueden utilizar diferentes tipos de corriente y amperaje. Procesos como el TIG (soldadura por gas inerte de tungsteno) o el MMA (soldadura por arco manual) pueden realizarse con este método. Además, con este método se pueden soldar diversos materiales, como el acero inoxidable, el acero al carbono y el cobre.

Según lo que hemos mencionado antes, este nuevo transistor es una combinación de dos transistores BJT y MOSFET. En otra palabra, es un MOSFET en términos de la entrada, y un BJT en términos de salida. Estos dos tipos tradicionales de transistor tienen características que se complementan en cuanto a puntos de vista. Los BJT tienen menores pérdidas de conducción cuando están encendidos, mientras que su tiempo de conmutación es mayor, especialmente cuando están apagados. El MOSFET es capace de desconectarse y reconectarse mucho más rápido, por su pérdida de conducción es un fallo frecuente. Al resultado, este transistor en las soldadoras inverter modernas transporta las ventajas de los dos transistores anteriores a las máquinas de soldaduras modernas.

Ventajas de la Tecnología IGBT en las Soldadoras Inverter Modernas

En cuanto a lo que hemos mencionado en partes anteriores, una de las aplicaciones más importantes de este transistor en las soldadoras inverter modernas que provoca la mejor soldadura, la mayor penetración, la frecuencia de conmutación de los ultrasonidos y, por lo tanto, la reducción del ruido, la reducción de la resistencia y del magnetismo de la pieza, la disminución del consumo de energía y por lo general, aumenta el rendimiento de la máquina.

Las máquinas soldadoras IGBT pueden soportar la corriente de soldadura mucho más tiempo que las tradicionales; por término medio, aumenta el ciclo de trabaja hasta el 60% durante la operación de la máquina.

Gracias a la salida de alta frecuencia y al control que tiene este transistor, por parte del microprocesador garantiza la penetración y la estabilidad de la soldadura.

Conclusión

A fin de la cuenta, esta tecnología considera un factor relevante a transmitir las máquinas de soldadura a una nueva generación, lo cual, junto con otros factores, las ha convertido a las soldadoras inverter modernas que hoy en día son los inversores preferidos de los profesionales.

En cuanto a las características mencionadas anteriormente, Ronix ha presentado recientemente su soldadora inverter nueva equipada con esta tecnología, el modelo RH-4604. Para obtener más información y leer la noticia reciente sobre este producto puede echar un vistazo en la página mencionado en la continuación:

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Ronix

27 April 2021

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