1 تعارف

کیونکہigbtہےسوئچاس کی اعلی تعدد، کم ترسیل بجلی کی کھپت اور آسان گیٹ کنٹرول کی وجہ سے، یہ بڑے پیمانے پر ہائی پاور کنورژن سسٹم میں استعمال ہوتا رہا ہے۔ igbt ایپلی کیشنز میں، اس کی اپنی تکنیکی سطح کے علاوہ، غور کرنے کے لیے ایک اور اہم عنصر یہ ہے کہ آیا اس کے ڈرائیور کا ڈیزائن معقول اور قابل اعتماد ہے۔ igbt ڈرائیو بطور پاورسرکٹکنٹرولر اور کے درمیانکے انٹرفیس کی اوپری دائیں طرف دکھائی دیتا ہے۔سرکٹ کا بجلی کی کھپت اور نظام کی وشوسنییتا سے گہرا تعلق ہے۔ پاور کنورژن سسٹم میں ایک بہتر ڈرائیور ناگزیر ہے۔ مناسب ڈرائیور سرکٹ کا انتخاب مجموعی طور پر کنورٹر حل کی وشوسنییتا سے گہرا تعلق رکھتا ہے۔

ڈرائیور بنیادی طور پر درج ذیل تین افعال کو مکمل کرتا ہے۔ پہلا ڈرائیونگ فنکشن ہے، جو igbt سوئچ کے لیے کافی بڑی ڈرائیو فراہم کرتا ہے۔موجودہاس بات کو یقینی بنانے کے لیے کہ igbt کو اس کے کنٹرول میں قابل اعتماد طریقے سے آن اور آف کیا جا سکتا ہے۔ دوم، ڈرائیور کے پاس حفاظتی فنکشن ہونا ضروری ہے۔ جب igbt ہوتا ہے۔شارٹ سرکٹیا جب اوور کرنٹ ہو تو ڈرائیور پاور ڈیوائس کی حفاظت کے لیے کم سے کم وقت میں igbt کو بند کر سکتا ہے۔اس کے علاوہ، ہائی وولٹیج اور ہائی پاور ایپلی کیشنز میں، ڈرائیور کو، کنٹرول سرکٹ اور پاور سرکٹ کے درمیان جوڑنے والے پل کے طور پر، اس بات کو یقینی بنانے کے لیے برقی تنہائی کا کام ہونا چاہیے کہ کنٹرول سرکٹ میں مداخلت نہ ہو اور پاور سرکٹ سے متاثر نہ ہو۔مندرجہ بالا تین افعال کو پورا کرنے کی بنیاد پر، ڈرائیور کو لچک، کارکردگی اور قیمت کے درمیان تعلق پر بھی غور کرنا چاہیے۔

IGBT کی مختلف موجودہ صلاحیتوں اور وولٹیج کی سطحوں کی وجہ سے، اس کے ڈرائیوروں کے لیے تکنیکی ضروریات میں بھی فرق ہے۔ کم پاور ایپلی کیشنز میں، کیونکہ ڈرائیونگ کرنٹ نسبتاً چھوٹا ہے، مربوط ڈرائیور زیادہ تر استعمال ہوتے ہیں۔ ہائی پاور اور ہائی وولٹیج ایپلی کیشنز میں، جیسے ہائی پاور UPS پاور سپلائی، ہائی وولٹیجفریکوئنسی کنورٹروغیرہ، ڈرائیور کو بڑی ڈرائیو کرنٹ، زیادہ آئسولیشن وولٹیج اور مزید مکمل تحفظ کے افعال فراہم کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔ یہ مضمون اس وقت مارکیٹ میں عام طور پر استعمال ہونے والے ہائی پاور IGBT ڈرائیو ماڈیولز پر توجہ مرکوز کرتا ہے، جیسے Semikron's SKHI22 اور Concept's 2SD315A، وغیرہ، اور ان کی کچھ عام تکنیکی خصوصیات، ڈیزائن پوائنٹس، اور ہائی پاور IGBT ڈرائیو ٹیکنالوجی کے مستقبل کے ترقی کے رجحانات کا تجزیہ کرتا ہے۔

2 تکنیکی خصوصیات کا تجزیہ

2.1 سگنل پروسیسنگ کے کام مکمل کریں۔

ہائی وولٹیج اور ہائی پاور ایپلی کیشنز میں، سوئچ سے پیدا ہونے والی مضبوط مداخلت اور IGBT کی زیادہ قیمت جیسے عوامل کو مدنظر رکھتے ہوئے IGBT ڈرائیو سگنل کی وشوسنییتا کو یقینی بنانا بہت ضروری ہے۔ لہذا، ہائی پاور igbt ڈرائیو ماڈیولز میں عام طور پر ایک مکمل ڈرائیو پلس سگنل پری پروسیسنگ فنکشن ہوتا ہے، جس کا مقصد igbt گیٹ کے پلس سگنل کی وشوسنییتا کو یقینی بنانا ہوتا ہے۔ عام ڈرائیو سگنل پروسیسنگ کے افعال مندرجہ ذیل ہیں:

(1) دوہری چینل پلس انٹرلاکنگ فنکشن

جب ڈرائیو ماڈیول ایک ہی پل کے بازو پر بالترتیب اوپری اور نچلے IGBTs کو کنٹرول کرنے کے لیے دو پلس سگنل دیتا ہے، اگر ڈرائیو سگنل ایک ہی وقت میں دو IGBTs کی ترسیل کو کنٹرول کرتا ہے، تو ایک تھرو شارٹ سرکٹ واقع ہو گا، جو IGBT یا دیگر آلات کو نقصان پہنچا سکتا ہے۔ مندرجہ بالا صورت حال کو روکنے کے لیے، ڈرائیور ماڈیول کے اندر ایک سگنل انٹر لاک سرکٹ ڈیزائن کیا گیا ہے تاکہ اس بات کو یقینی بنایا جا سکے کہ جب دو ان پٹ پلس سگنل ایک ہی وقت میں زیادہ ہوں، تو شوٹ تھرو کو روکنے کے لیے ایک ہی وقت میں دو آؤٹ پٹ کم ہوں۔ جب ڈوئل ڈرائیو سگنلز کا آزادانہ کنٹرول درکار ہوتا ہے، تو انٹر لاکنگ فنکشن کو بیرونی ٹرمینلز کے ذریعے بھی شیلڈ کیا جا سکتا ہے۔

(2) تنگ نبض دبانے کا فعل

کنٹرول سرکٹ یا مداخلت وغیرہ کی وجہ سے تنگ نبض سگنل کو ڈرائیور کے ذریعے IGBT کے گیٹ میں شامل کیا جاتا ہے، جس کی وجہ سے IGBT مختصر وقت میں سوئچنگ کا عمل مکمل کر سکتا ہے۔ ایک بہت ہی مختصر پلس سگنل کی وجہ سے IGBT مکمل طور پر آن ہونے سے پہلے بند ہو جاتا ہے، جس کا کنورٹر کے آؤٹ پٹ پر منفی اثر پڑتا ہے، IGBT کے سوئچنگ نقصان میں اضافہ ہوتا ہے، اور سسٹم کی کارکردگی کم ہو جاتی ہے۔ تنگ پلس سگنلز کو ہٹانے کے لیے ڈرائیور میں فلٹر سرکٹ ڈیزائن کیا گیا ہے، جو igbt کی وشوسنییتا کو بہتر بنانے کے لیے فائدہ مند ہے۔

(3) ڈیڈ ٹائم سیٹنگ فنکشن

ہاف برج ورکنگ موڈ میں، دو IGBTs کو باری باری آن کرنا چاہیے۔ سوئچنگ کے عمل کے دوران ایک ہی وقت میں دو IGBTs کو آن ہونے سے روکنے کے لیے، جب دونوں ٹیوبوں کو باری باری آن کیا جائے تو ایک مخصوص ڈیڈ ٹائم شامل کرنا ضروری ہے۔ مختلف خصوصیات کے ساتھ IGBTs کے مطابق، مرنے کا وقت مختلف ہے۔ ڈوئل چینل ہائی پاور ڈرائیو ماڈیول میں، ایک ڈیڈ زون کنٹرول سرکٹ اندرونی طور پر ڈیزائن کیا گیا ہے، اور ڈیڈ زون کے سائز کو بیرونی ٹرمینلز کے مختلف کنکشن طریقوں سے ایڈجسٹ کیا جا سکتا ہے، جیسے کہ مختلف صلاحیتوں کے بیرونی ٹرمینلز کو جوڑ کر۔capacitance کی(2sd106) یا اعلی اور نچلی سطح (skhi22a/b)۔

شکل 1 سیمی کو دکھاتا ہے۔ROMکمپنی کے igbt ہائی پاور ڈرائیور [3] کے سگنل پروسیسنگ بلاک ڈایاگرام میں مختلف سگنل پروسیسنگ فنکشنل ماڈیولز شامل ہیں، جن کا مقصد igbt ڈرائیو سگنل کی وشوسنییتا کو یقینی بنانا ہے۔

2.2 ڈرائیونگ سگنلز کا الگ تھلگ ٹرانسمیشن طریقہ

اس بات پر غور کرتے ہوئے کہ ہائی وولٹیج اور ہائی پاور IGBT ڈرائیور ہائی وولٹیج ماحول میں کام کرتا ہے، اس بات کو یقینی بنانے کے لیے کہ کنٹرولر ہائی وولٹیج کی طرف سے متاثر نہیں ہوتا ہے، ڈرائیو پلس سگنل کو الگ تھلگ کیا جانا چاہیے اور پھر اسے IGBT کے گیٹ پر منتقل کیا جانا چاہیے۔ عام تنہائی کے طریقوں میں آپٹیکل تنہائی اور مقناطیسی تنہائی شامل ہیں۔ آپٹیکل تنہائی شامل ہے۔آپٹکوپلرتنہائی اورآپٹیکل فائبرتنہائی، آپٹکوپلر تنہائی کے طریقہ کار میں نسبتاً کم تنہائی وولٹیج کی وجہ سے ٹرانسمیشن میں تاخیر، عمر بڑھنے اور قابل اعتمادی جیسے مسائل ہوتے ہیں۔ یہ ہائی وولٹیج ایپلی کیشنز میں شاذ و نادر ہی استعمال ہوتا ہے جہاں DC بس وولٹیج 800v سے زیادہ ہو۔ اور اپناناپلس ٹرانسفارمرتنہائی کا طریقہ (مقناطیسی تنہائی) نسبتا high اعلی تنہائی وولٹیج حاصل کرسکتا ہے ، اورٹرانسفارمراس میں اعلی وشوسنییتا، چھوٹی ٹرانسمیشن تاخیر ہے، اعلی سوئچنگ فریکوئنسی حاصل کر سکتی ہے، اور عمر بڑھنے کے مسائل نہیں ہیں۔ لہذا، زیادہ تر ہائی وولٹیج igbt ڈرائیور پلس ٹرانسفارمرز کو الگ تھلگ اجزاء کے طور پر استعمال کرتے ہیں تاکہ ڈرائیو سگنلز کی تنہائی کی ترسیل کو مکمل کیا جا سکے۔

روایتی ڈرائیونگ پلس ٹرانسفارمر ایمپلیفائیڈ پلس سگنل کو الگ کرتا ہے اور آئی جی بی ٹی یا پاور ایم او ایس ٹیوب کو براہ راست چلاتا ہے۔ اس کے بنیادی سرکٹ اصول کو شکل 2 میں دکھایا گیا ہے۔ بنیادی سیریز کیپیسیٹر کا کام ڈرائیو پلس کے DC جزو کو ہٹانا ہے۔ ثانوی متوازی وولٹیج ریگولیٹر ٹیوب کا استعمال آؤٹ پٹ وولٹیج کو بہت زیادہ ہونے اور پاور سوئچ ٹیوب کو نقصان پہنچانے سے روکنے کے لیے کیا جاتا ہے۔ اس کام کرنے کے طریقہ کار میں علیحدہ ڈرائیونگ پاور سپلائی کی ضرورت نہیں ہے، سرکٹ ڈیزائن آسان ہے، اور لاگت نسبتاً کم ہے۔ تاہم، جب ڈرائیونگ پلس کا ڈیوٹی سائیکل وسیع پیمانے پر مختلف ہوتا ہے، خاص طور پر جب ڈیوٹی سائیکل نسبتاً بڑا ہو، چونکہ ایک سائیکل میں ٹرانسفارمر آؤٹ پٹ ویوفارم کا وولٹ سیکنڈ ایریا برابر ہونا چاہیے، آؤٹ پٹ مثبت پلس کا طول و عرض کم ہو سکتا ہے، جس سے igbt کو عام طور پر چلانا ناممکن ہو جاتا ہے۔ کنٹرول پلس ڈیوٹی سائیکل کا عام طور پر 50% سے کم ہونا ضروری ہے۔ ایک ہی وقت میں، پلس ٹرانسفارمرمقناطیسی کورسنترپتی کا مسئلہ بھی کنٹرول پلس کے وقت کو محدود کرتا ہے۔ ایک اور نقصان ڈرائیونگ ویوفارم کا بگاڑ ہے، خاص طور پر جب ہائی پاور IGBT چلا رہے ہوں۔ IGBT کے نسبتاً بڑے ان پٹ کیپیسیٹینس کی وجہ سے، پلس ٹرانسفارمر کے سیکنڈری آؤٹ پٹ کی ڈرائیونگ پلس ویوفارم کو ڈرائیونگ کی ضروریات کو پورا کرنا مشکل ہے۔ لہذا، ڈرائیونگ کا یہ طریقہ بنیادی طور پر کم طاقت میں استعمال ہوتا ہے۔سوئچنگ بجلی کی فراہمیدرمیانی

ہائی وولٹیج اور ہائی پاور IGBT کے لیے، اوپر ڈرائیونگ کا طریقہ واضح طور پر لاگو نہیں کیا جا سکتا۔ عام طور پر استعمال شدہ طریقہ ڈرائیونگ پلس سگنل کو ماڈیول کرنا اور اس کے بڑھتے ہوئے کنارے اور گرتے ہوئے کنارے کو دو الٹی تنگ نبض سگنلز میں تبدیل کرنا ہے۔ پلس ٹرانسفارمر صرف ان دو پلس سگنلز کو تبدیل کرتا ہے۔یوگمنثانوی سطح تک، اور پھر ثانوی تعمیر نو کے طریقہ کار کے ذریعے ڈرائیونگ پلس سگنل کو بحال کریں۔ اس کے کام کرنے والے اصول کو شکل 3 میں دکھایا گیا ہے۔

اس طریقہ کو پلس ایج کپلنگ ٹرانسمیشن طریقہ کہا جا سکتا ہے۔ اس طریقہ کار کا فائدہ یہ ہے کہ پلس ٹرانسفارمر صرف نبض کی ایک مقررہ چوڑائی کے ساتھ تنگ نبض سگنل منتقل کرتا ہے اور ڈیوٹی سائیکل تبدیلیوں کی ایک وسیع رینج کے ساتھ پلس سگنلز کو ڈرائیونگ کے مطابق ڈھال سکتا ہے۔ چونکہ ٹرانسفارمر تنگ پلس سگنلز کو منتقل کرتا ہے، اس لیے ٹرانسفارمر کا کور اور وائنڈنگز نسبتاً چھوٹی قدریں لے سکتے ہیں، اور متعلقہ رساو انڈکٹنس اور تقسیم شدہ گنجائش بھی نسبتاً چھوٹی ہے، جو پلس ٹرانسفارمر اور سگنل ٹرانسمیشن کے ڈیزائن کے لیے فائدہ مند ہے۔ نقصان یہ ہے کہ تبادلوں اور تعمیر نو کا سرکٹ شامل کیا گیا ہے، اور سرکٹ نسبتاً پیچیدہ ہے۔ شکل 4 تبدیلی کے بعد پلس ٹرانسفارمر کی بنیادی تجرباتی لہر کو ظاہر کرتی ہے۔

صارفین کو ڈرائیو پاور سپلائی ڈیزائن کرنے میں سہولت فراہم کرنے کے لیے، ہائی پاور igbt ڈرائیو ماڈیولز عام طور پر اندر ایک dc/dc کنورٹر کے ساتھ آتے ہیں۔ ہائی آئسولیشن وولٹیج لیول والے DC/DC کنورٹرز کو صارفین کو الگ الگ پاور سپلائی ڈیزائن کرنے کی ضرورت نہیں ہوتی ہے۔ انٹیگریٹڈ آئسولیشن کنورٹرز عام طور پر آدھے پل یا پش پل ڈھانچے کو اپناتے ہیں۔ آئسولیشن وولٹیج کو بڑھانے اور کنورٹر کنٹرول سرکٹ کو آسان بنانے کے لیے، ان کے پاس عام طور پر بند لوپ کنٹرول نہیں ہوتا ہے۔ کچھ ڈرائیور ڈرائیونگ وولٹیج کو مستحکم کرنے کے لیے آؤٹ پٹ اینڈ پر ایک لکیری ریگولیٹڈ پاور سپلائی شامل کرتے ہیں۔ ٹرانسفارمر کے سائز کو کم کرنے کے لیے، آپریٹنگ فریکوئنسی زیادہ تر 100khz سے اوپر ہے۔ ہائی وولٹیج اور ہائی پاور ایپلی کیشنز میں، بس وولٹیج پر منحصر ہے، ڈرائیور کے پاس پرائمری اور سیکنڈری کے درمیان ہائی آئسولیشن وولٹیج رواداری ہونی چاہیے۔ 900vdc کے بس وولٹیج کے لیے کم از کم 4kv ac کے الگ تھلگ وولٹیج کی ضرورت ہوتی ہے۔ ایک اور عنصر جس پر غور کیا جانا چاہیے وہ ہے dv/dt رواداری۔ جب igbt تیز رفتار سے سوئچ کرتا ہے، تو ایک بہت زیادہ dv/dt پیدا ہو سکتا ہے۔ اس سگنل کو آئسولیشن ٹرانسفارمر یا پلس ٹرانسفارمر کے ذریعے بنیادی کنٹرول سرکٹ سے جوڑا جا سکتا ہے، جس سے کنٹرول سرکٹ میں مداخلت ہوتی ہے۔ لہٰذا، آئسولیشن ٹرانسفارمر کو ڈیزائن کرتے وقت، اس کے لیے ایک بہت ہی چھوٹی پرائمری اور سیکنڈری کپلنگ کیپیسیٹینس کا ہونا بھی ضروری ہے۔ ٹرانسفارمر کپلنگ کیپیسیٹینس کا سائز dv/dt برداشت کے لیے مخصوص تقاضوں کے مطابق طے کیا جاتا ہے، جو عام طور پر 20pf سے کم ہوتا ہے۔

ٹرانسفارمر کی مینوفیکچرنگ کا عمل مذکورہ بالا ہائی آئسولیشن وولٹیج کو حاصل کرنے کی کلید ہے۔ الگ تھلگ وولٹیج رواداری کو بڑھانے اور بنیادی، ثانوی یا ثانوی کے درمیان جوڑے کی گنجائش کو کم کرنے کے لیے، وائنڈنگز کو عام طور پر الگ سے زخم کیا جاتا ہے اور انسولیشن بیفلز کے ذریعے الگ کیا جاتا ہے۔ بعض اوقات یہ ضروری ہوتا ہے کہ مقناطیسی کور کی سطح کو موٹے موصلی مواد کے ساتھ کوٹ کیا جائے یا اسے موصل تار کی تین تہوں سے سمیٹیں۔ شکل 5 eupec کے igbt ڈرائیور ماڈیول 2ed300c17 [4] کے ٹرانسفارمر ڈھانچے کا ایک اسکیمیٹک خاکہ ہے۔

2.4 شارٹ سرکٹ پروٹیکشن اور تھریشولڈ ایڈجسٹمنٹ

فی الحال عام طور پر استعمال ہونے والا igbt شارٹ سرکٹ یا overcurrent تحفظ کا طریقہ vce کی وولٹیج ویلیو کا پتہ لگا کر حاصل کیا جاتا ہے [5]۔ جب igbt میں شارٹ سرکٹ یا اوور کرنٹ ہوتا ہے، تو اس کا ورکنگ ایریا سیچوریشن زون سے نکل جائے گا اور vce وولٹیج بڑھ جائے گا۔ خاص طور پر،تحفظ سرکٹاصول تصویر 6 میں دکھایا گیا ہے۔ پاسڈایڈڈd igbt کے جمع کرنے والے سے منسلک ہے تاکہ igbt کے انڈر سیچوریشن کا پتہ لگ سکے۔ vce وولٹیج میں اضافہ اسی طرح سیریز کے ڈایڈڈ کے انوڈ پوٹینشل میں اضافہ کرے گا۔ جب سیٹ شارٹ سرکٹ کی حد سے تجاوز کر جاتا ہے، تو پروٹیکشن سرکٹ کام کرے گا اور igbt کو بند کر دے گا۔ چونکہ ٹرن آن کے ابتدائی مرحلے میں IGBT کا کلیکٹر وولٹیج نسبتاً زیادہ ہوتا ہے، اگر اس وقت پروٹیکشن سرکٹ کام کرتا ہے، تو یہ خرابی کا سبب بن سکتا ہے۔ ڈیڈ زون کا وقت مقرر کیا جانا چاہیے، اس دوران شارٹ سرکٹ پروٹیکشن سرکٹ کام نہیں کرے گا۔ یہ فنکشن متوازی طور پر سوئچ s اور ایکسٹرنل کے ذریعے جڑا ہوا ہے۔مزاحمتاس کا احساس rce اور capacitor cce سے ہوتا ہے۔ جب igbt آف ہوتا ہے، s آن ہوتا ہے، اور capacitor cce کو 15v پر چارج کیا جاتا ہے۔ جب igbt آن ہوتا ہے، s بند ہوجاتا ہے، اور cce capacitor rce کے ذریعے خارج ہوتا ہے۔ خارج ہونے والا اختتام وولٹیج ہے:

یہ igbt ٹرن آن کے ابتدائی مرحلے میں حوالہ وولٹیج کو پتہ لگانے والے وولٹیج سے زیادہ بنا سکتا ہے، تحفظ سرکٹ کو خراب ہونے سے روکتا ہے۔ عام آپریشن کے دوران ویوفارم کو شکل 7(a) میں دکھایا گیا ہے۔ شارٹ سرکٹ یا اوورکورنٹ فالٹ ہونے پر ویوفارم کو شکل 7(b) میں دکھایا گیا ہے۔

2.5 یوزر انٹرفیس کا طریقہ

مختلف مینوفیکچررز کی طرف سے پیک کیے گئے igbt ماڈیولز کو اپنانے کے لیے، igbt ڈرائیور کے پاس صارف دوست انٹرفیس ہونا ضروری ہے۔ یہ وسیع لچک اور اقتصادی لاگت کی بھی ضرورت ہے. اس وقت مارکیٹ میں عام ڈرائیور ماڈیول بنیادی طور پر استعمال کرتے ہیں۔ویلڈنگپی سی بی بورڈ پر igbt کے ساتھ کنکشن کو لاگو کریں، جیسے: skhi22, 2sd315a اور 2ed300c17، وغیرہ۔ انسٹالیشن کو آسان بنانے کے لیے، براہ راست پلگ ان کنکشن کا طریقہ بھی استعمال کیا جاتا ہے۔ شکل 8 سیمیکرون کے ذریعہ تیار کردہ اسکائیپر ڈرائیور ماڈیول کی ظاہری شکل ہے۔ یہ پلگ ان انداز میں ڈرائیو انٹرفیس بورڈ سے منسلک ہے۔

چونکہ ڈرائیو ماڈیول (ڈرائیو کور) صرف ڈرائیو میں سب سے اہم کام فراہم کرتا ہے، اس لیے مختلف ایپلی کیشنز میں مختلف ماڈیولز کے ساتھ اس کے کنکشن کو انٹرفیس بورڈ پر انحصار کرنے کی ضرورت ہے۔ پورے ماڈیول ڈرائیو یونٹ میں اسپرنگ انٹرفیس کے ساتھ پاور ماڈیول، ایک معیاری یا بہتر ڈرائیو کور، اور ایک انٹرفیس بورڈ شامل ہوتا ہے جو ڈرائیو کور کو مخصوص ماڈیول سے جوڑتا ہے۔ انٹرفیس بورڈ جسے اپنی مرضی کے مطابق بنایا جا سکتا ہے اس کا ایک شاندار فائدہ ہے: صارف خود سے igbt کی سوئچنگ خصوصیات کو ایڈجسٹ اور تعین کر سکتا ہے، مثال کے طور پر: rgon یا rgoff کو ایڈجسٹ کرکے igbt کھولنے یا بند کرنے کی رفتار کو تبدیل کرنا؛ ڈیڈ ٹائم کو ایڈجسٹ کرنا یا انٹر لاک فنکشن کو غیر فعال کرنا؛ vce پروٹیکشن پوائنٹ اور ونڈو ٹائم وغیرہ کو ایڈجسٹ کرنا۔ اس وقت مارکیٹ میں موجود ذہین پاور ماڈیول ipm کے مقابلے میں، انٹرفیس بورڈ پورے سسٹم کو زیادہ لچکدار اور مختلف ایپلی کیشنز کے مطابق ڈھالنے میں آسان بناتا ہے۔ ایک بار سسٹم کے پیرامیٹرز سیٹ ہونے کے بعد، پورے سسٹم کو آئی پی ایم کی طرح آسانی سے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ سیمیکس ماڈیول اور انٹرفیس بورڈ کے درمیان برقی رابطہ سیمیکس ماڈیول میں بنائے گئے اسپرنگ اور انٹرفیس بورڈ کی نچلی پرت کے ذریعے ہوتا ہے۔رابطہ کریںحاصل کرنے کے لئے. اسمبلی کے بعد، انٹرفیس بورڈ کے رابطے ماڈیول کے موسم بہار کے رابطوں کو چھوتے ہیں، دباؤ کے رابطے کے ذریعے بجلی کے کنکشن کو مکمل کرتے ہیں. رابطہ دباؤ سولڈرنگ ٹیکنالوجی کے مقابلے میں پاور ماڈیول کی وشوسنییتا کو بڑھاتا ہے۔ اسی طرح، ڈرائیو کور اور انٹرفیس بورڈ کے درمیان پلگ ان کنکشن بھی ویلڈنگ سے بچنے کے لیے ہے [6]۔ تصویر 9 ڈرائیور کور، انٹرفیس بورڈ اور سیمیکس ماڈیول کے درمیان تعلق کا ایک مثالی خاکہ ہے۔

2.6 انتہائی مربوط

ڈرائیور کی ترقی کا رجحان انتہائی مربوط ہونا ہے، جو ڈرائیور کے سائز کو کم کر سکتا ہے اور igbt کے ساتھ زیادہ قریب سے مربوط ہو سکتا ہے، جس سے انسٹال کرنا آسان ہو جائے گا، ڈرائیور igbt ماڈیولز کے درمیان کنکشن لائنوں کی لمبائی کو کم کرے گا، اور لیڈز کو کم کرے گا۔inductance کیا. اس مقصد کو حاصل کرنے کے لیے، فی الحال کچھ غیر ملکی کمپنیوں کے تیار کردہ igbt ڈرائیور ماڈیولز سبھی خود تیار کردہ خصوصی استعمال کرتے ہیں۔ایکیکرت سرکٹasicمثال کے طور پر: Semikron's skic2001a اور Concept's ldi001 اور lgd001۔ ASIC کے اطلاق کے ذریعے، زیادہ تر کنٹرول اور تحفظ کے افعال کو IC کے ساتھ لاگو کیا جا سکتا ہے، جس سے ڈرائیو کا سائز بہت کم ہو جاتا ہے اور igbt ڈرائیو کی وشوسنییتا بڑھ جاتی ہے۔

3 ہائی وولٹیج اور ہائی پاور igbt ڈرائیو ماڈیولز کی ترقی کے رجحانات

ایک کمپوزٹ پاور سیمی کنڈکٹر کے طور پر، igbt کو زیادہ سے زیادہ وسیع پیمانے پر استعمال کیا جا رہا ہے، خاص طور پر ہائی پاور کنورٹرز میں، اس کی کم بجلی کی کھپت، زیادہ سوئچنگ فریکوئنسی اور بڑی موجودہ صلاحیت کی وجہ سے۔ اس کے ڈرائیو سرکٹ کی ضروریات بھی زیادہ سے زیادہ ہو جائیں گی۔ اہم تکنیکی ترقی کی سمتیں درج ذیل پہلوؤں سے ظاہر ہوتی ہیں۔

(1) اعلی انضمام

اس وقت، ہائی پاور igbt ڈرائیور ماڈیولز کا سائز اب بھی نسبتاً بڑا ہے۔ تنہائی کے وولٹیج کو برداشت کرنے کے لیے، ایک ٹرانسفارمر کو عام طور پر تنہائی حاصل کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ ٹرانسفارمر کا سائز اور وزن نسبتاً بڑا ہے، اور اسے مربوط کرنا مشکل ہے۔ لہذا، مستقبل کی ڈرائیوز چھوٹے، انضمام کے لیے آسان استعمال کریں گی۔اسولٹراجزاء، جیسے پیزو الیکٹرک ٹرانسفارمرز یا جدید مقناطیسی انضمام ٹیکنالوجی کو الگ تھلگ کرنے والے اجزاء کے سائز اور وزن کو کم کرنے اور انضمام کو بڑھانے کے لیے [7]۔ یہ قابل قیاس ہے کہ مستقبل میں، ہائی پاور IGBT اور اس کے ڈرائیو سرکٹ کو ایک ہی ماڈیول میں ضم کر دیا جائے گا۔ IGBT کو کنٹرول کرنے کے لیے صارفین کو صرف پاور ماڈیول میں کنٹرول سگنل کو براہ راست متعارف کرانے کی ضرورت ہے۔

(2) اعلی تنہائی وولٹیج

موجودہ ڈرائیور تنہائی حاصل کرنے کے لیے آپٹکوپلرز اور ٹرانسفارمرز کا استعمال کرتے ہیں۔ آپٹکوپلرز کا فائدہ ان کا چھوٹا سائز ہے، لیکن ان میں کوتاہیاں ہیں جیسے نسبتاً کم آئسولیشن وولٹیج، آسان عمر، اور بڑی تاخیر۔ ٹرانسفارمر آئسولیشن میں آئسولیشن وولٹیج زیادہ اور چھوٹی تاخیر ہوتی ہے، لیکن زیادہ ہوتی ہے۔ لہذا، جب ہائی وولٹیج تنہائی کی ضرورت ہوتی ہے، ٹرانسفارمرز زیادہ تر تنہائی حاصل کرنے کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ فی الحال، ٹرانسفارمر سے الگ تھلگ ڈرائیو ماڈیول کا سب سے زیادہ الگ تھلگ وولٹیج تقریباً 3300v ہے۔ igbt کی بلند ترین وولٹیج کی سطح 6500v تک پہنچ گئی ہے۔ زیادہ وولٹیج ایپلی کیشنز کو اپنانے کے لیے، زیادہ آئسولیشن وولٹیج والے ڈرائیوروں کو استعمال کرنا چاہیے۔

(3) زیادہ ڈرائیونگ پاور

igbt ماڈیولز کی صلاحیت مسلسل بڑھ رہی ہے، اور ایک ماڈیول کی موجودہ صلاحیت پہلے ہی 3600a تک پہنچ سکتی ہے۔ بعض اوقات صلاحیت کو بڑھانے کے لیے، یہ عام طور پر متوازی طور پر چلایا جاتا ہے، جو ڈرائیور کی ڈرائیونگ پاور کے لیے اعلیٰ تقاضوں کو بھی آگے بڑھاتا ہے۔ ڈرائیور کے زیادہ سے زیادہ آؤٹ پٹ کرنٹ کو اسی کے مطابق بڑھانا چاہیے، خاص طور پر جب متعدد ماڈیولز متوازی طور پر استعمال کیے جائیں، ڈرائیور کی اوسط آؤٹ پٹ پاور 5w~10w تک پہنچنے کی ضرورت ہوتی ہے، اور فوری زیادہ سے زیادہ آؤٹ پٹ کرنٹ 30a سے زیادہ تک پہنچنے کے لیے درکار ہوتا ہے۔

(4) اعلی سوئچنگ فریکوئنسی

انڈکشن ہیٹنگ پاور سپلائیز میں ایپلی کیشنز کو اپنانے کے لیے، igbt کی سوئچنگ فریکوئنسی مسلسل بڑھ رہی ہے۔ مینوفیکچرنگ ٹیکنالوجی کی ترقی کے ساتھ، igbt کی سب سے زیادہ سوئچنگ فریکوئنسی پہلے ہی 100khz سے اوپر ہو سکتی ہے، جو جزوی طور پر پاور ایم او ایس ٹیوب کی جگہ لے سکتی ہے۔ ڈرائیور کے لیے، اس کا مطلب ہے کہ اسے زیادہ سے زیادہ ڈرائیو کی طاقت فراہم کرنی چاہیے، اور ڈرائیور کے پاس ڈرائیو پلس میں تاخیر کا وقت اور عروج و زوال کا وقت کم ہونا چاہیے، اور فوری طور پر زیادہ سے زیادہ ڈرائیو کرنٹ وغیرہ فراہم کرنا چاہیے۔

(5) مزید مکمل افعال

فی الحال وسیع پیمانے پر استعمال ہونے والی گیٹ ڈرائیو ٹیکنالوجی igbt سوئچنگ کے عمل کی وجہ سے ہونے والے di/dt اور dv/dt کو کنٹرول نہیں کر سکتی، اس طرح کنورژن سرکٹ کے ایم آئی کو کنٹرول کرتی ہے۔ ایکٹو گیٹ ڈرائیو ٹیکنالوجی igbt سوئچنگ کی وجہ سے ہونے والے اعلی di/dt اور dv/dt کو مؤثر طریقے سے کنٹرول کر سکتی ہے۔ اس کے مطابق، یہ igbt کو محفوظ کام کرنے والے علاقے میں کام کر سکتا ہے، اس کے سوئچنگ کے عمل کے دوران پیدا ہونے والی EMI کو کم کر سکتا ہے، اور اس کے مطابق igbt بفر جذب کرنے والے سرکٹ کو کم کر سکتا ہے۔ ان میں سے، تین مراحل کی ایکٹیو گیٹ ڈرائیو ٹیکنالوجی ایک فعال گیٹ ڈرائیو ٹیکنالوجی ہے جس میں وسیع اطلاق کے امکانات ہیں [8]۔ اس کے علاوہ، سیریز اور متوازی IGBT ایپلی کیشنز کی ضروریات کو پورا کرنے کے لیے، ڈرائیور کے پاس متحرک وولٹیج اور کرنٹ شیئرنگ فنکشن بھی ہونا چاہیے۔

4 نتیجہ

پاور الیکٹرانک سسٹمز میں ایک کلیدی پاور سیمی کنڈکٹر ڈیوائس کے طور پر، آئی جی بی ٹی نے کئی سالوں سے مسلسل ترقی کی ہے۔ چونکہ یہ پاور الیکٹرانک ڈیوائسز اور آلات کو اعلی کارکردگی، اعلی سوئچنگ فریکوئنسی اور پاور کنورژن ڈیوائسز کے چھوٹے ڈیزائن کو حاصل کرنے کے قابل بناتا ہے، کارکردگی میں مسلسل بہتری کے ساتھ، IGBT ڈیوائسز کے ایپلیکیشن فیلڈز وسیع رینج تک پھیل گئے ہیں۔ نہ صرف صنعت میں، بلکہ بہت سے دوسرے پاور کنورژن سسٹمز میں بھی، اس نے ہائی پاور بائی پولر کی جگہ لے لی ہے۔ٹرانجسٹر(جی ٹی آر)، پاور ایم او ایسفیلڈ ایفیکٹ ٹرانجسٹر(موسفٹیہاں تک کہ ایک متبادل گیٹ شٹ آف بھی ہوتا ہے۔تائرسٹر(gto) حقیقت پسندانہ رجحانات۔ ہائی پاور IGBT ڈرائیور ماڈیول ٹیکنالوجی میں بہتری آتی رہے گی، اور انضمام کی سطح میں بھی اضافہ ہو گا، اس طرح IGBT بجلی کی کھپت اور EMI میں کمی آئے گی، اور نظام کی وشوسنییتا میں بہتری آئے گی۔ igbt مینوفیکچرنگ ٹیکنالوجی کی ترقی اور ایپلیکیشن فیلڈز میں مزید اضافے کے ساتھ، اس کی ڈرائیوز کی کارکردگی کی ضروریات بھی مسلسل بڑھ رہی ہیں۔ igbt کی نئی نسل کی کارکردگی کے مطابق ڈھالنے کے لیے، مختلف ڈرائیو مینوفیکچررز زیادہ مکمل کارکردگی کے ساتھ igbt ڈرائیو مصنوعات تیار کر رہے ہیں۔

دستبرداری: یہ مضمون "سیمک کنڈکٹر آن لائن" سے دوبارہ تیار کیا گیا ہے۔ یہ مضمون صرف مصنف کے ذاتی خیالات کی نمائندگی کرتا ہے اور Sacco Micro اور صنعت کے خیالات کی نمائندگی نہیں کرتا ہے۔ یہ صرف دوبارہ پرنٹ کرنے اور اشتراک کرنے کے لیے ہے تاکہ املاک دانش کے حقوق کے تحفظ کی حمایت کی جا سکے۔ دوبارہ پرنٹ کرنے کے لیے براہِ کرم اصل ماخذ اور مصنف کی نشاندہی کریں۔ اگر کوئی خلاف ورزی ہوتی ہے تو اسے حذف کرنے کے لیے ہم سے رابطہ کریں۔