Qu'est-ce qu'un schéma bloc IGBT

An transistor bipolaire à grille isolée (igbt) est un composant semi-conducteur très utilisé dans les applications à haute tension. Il associe la commutation rapide d’un mosfet à la capacité de gestion de courant élevée d’un bjt, ce qui en fait une pièce fiable et performante dans l’électronique de puissance moderne.

Dans ce guide, nous allons explorer :

• Qu’est-ce qu’un IGBT
• Schéma bloc de l’IGBT
• Construire et comprendre le principe de fonctionnement de l’IGBT
• Découvrir les applications de l’IGBT

À la fin, vous saurez comment créer un schéma bloc et quels avantages ces schémas peuvent vous apporter. Vous apprendrez également comment ces composants améliorent les équipements les plus récents.

Comprendre le schéma bloc IGBT et son fonctionnement

An schéma bloc igbt est très utile pour assimiler la complexité de son circuit et le principe de fonctionnement. Voici le schéma bloc complet de l’IGBT.

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schéma bloc igbt

L’IGBT intègre une jonction PN adaptée aux circuits haute tension et aux courants stables. Les points de déclenchement principaux dans l’IGBT sont les émetteur, grille et collecteur.

Le collecteur-émetteur et les jonctions

Le collecteur-émetteur se branche sur une batterie : le collecteur est relié à la borne positive et l’émetteur à la borne négative. Le système comporte deux jonctions nommées J1 et J2. La jonction J1 devient polarisée en direct et J2 en inverse, ce qui aide les électrons à circuler d’une région à l’autre.

Tension appliquée sur la grille

Dès qu’une tension est appliquée sur la grille, les électrons se déplacent vers le canal p juste en dessous de la couche sio2. Lorsque cette tension augmente, les électrons avancent rapidement et atteignent la région p supérieure.

Déplacement des électrons et des trous

Les électrons et les trous jouent un rôle dans le fonctionnement de l’IGBT. Les électrons de l’émetteur migrent vers la zone n+ tandis que les trous du collecteur pénètrent dans la région n-drift. Cet excès d’électrons et de trous dans la zone n provoque le passage du courant.

Région de coupure

Quand la tension appliquée au système est nulle, vous avez alors une condition non conductrice, et aucun flux de charge ne se produit. Cet état est appelé état Off, et le courant dans le circuit reste à zéro.

Région active

Lorsque la tension appliquée dépasse le seuil, le courant commence à s’orienter vers la grille et les charges négatives se déplacent vers la région p. Le courant circule alors du collecteur vers l’émetteur. Cet état est appelé état actif.

Conduction

Une faible tension appliquée sur la région active est amplifiée par le circuit, offrant assez de courant pour une alimentation optimale. La couche de sio2 isole la partie métallique de la grille. Cette isolation évite les fuites de courant et fait office de pont, ce qui rend l’appareil plus fiable et performant.

L’état saturé

Le rôle de la grille est crucial pour éviter toute fuite et stabiliser la valeur du courant. Même si la tension appliquée atteint un niveau stable, l’intensité du courant reste identique. Cet état est appelé état saturé pour lequel les igbt sont conçus.

L’IGBT est particulièrement utile lors des fluctuations de tension, et s’avère indispensable à haute tension et haute puissance. À l’inverse, le mosfet convient mieux pour des tensions faibles à moyennes.

Découvrir les applications de l’IGBT

L’IGBT a de multiples applications et s’utilise dans les circuits AC et DC pour contrôler le flux et la puissance du courant. Voici quelques exemples d’utilisation :

Moteurs électriques AC/DC

Un courant constant aide les moteurs AC et DC à réguler leur vitesse. L’IGBT évite tout dépassement de vitesse et permet au moteur de tourner de façon stable, prévenant ainsi tout dommage.

Onduleur (alimentation sans coupure)

Les igbt sont essentiels dans les onduleurs car ils assurent un flux continu de courant à une tension donnée. Ils favorisent une circulation de courant fluide et réduisent les risques de dommages liés aux appareils alimentés par l’onduleur.

Convertisseurs solaires

Les puces igbt s’intègrent dans les convertisseurs solaires pour réguler la circulation du courant. Les panneaux solaires produisent du courant continu alors que la plupart des appareils domestiques fonctionnent en courant alternatif. Les igbt sont indispensables pour cette conversion dc/ac.

Appareils générant de la chaleur

La plupart des appareils domestiques – cuisinière électrique, four, fer à repasser, chaudière – produisent de la chaleur. Sous une tension donnée, ces équipements peuvent surchauffer ou exploser. L’IGBT contrôle la valeur du courant pour la sécurité de l’utilisateur.

Systèmes d’éclairage

Les igbt sont présents dans les systèmes d’éclairage. Ils fournissent des impulsions de tension maximales pour garantir l’intensité lumineuse. La plupart des luminaires emploient ces composants pour éviter la surchauffe : ils assurent une commutation rapide et régulent le courant, ce qui les rend parfaits pour l’éclairage urbain, les stades et l’industrie.

Créer un schéma bloc IGBT étape par étape

EdrawMax, reconnu comme l’un des meilleurs outils de schéma, est idéal pour réaliser des schémas blocs complets. Voici quelques fonctionnalités d’EdrawMax.

• Interface intuitive : EdrawMax propose une interface facile à prendre en main, adaptée même aux débutants. Elle offre une navigation claire, la fonctionnalité glisser-déposer, l’ajout d’images, différents formats de texte, et bien plus encore.
• Grande bibliothèque de symboles : La bibliothèque d’EdrawMax regorge de symboles, d’éléments et de formats de texte pour réussir tous vos schémas blocs.
• Outils de personnalisation : EdrawMax propose de nombreux outils pour choisir la couleur de vos blocs, les formes de texte et les thèmes. Des outils de connecteurs permettent d’ajouter facilement des relations entre les blocs.
• Bibliothèque de modèles : EdrawMax offre des modèles pour chaque catégorie afin de réaliser vos propres designs. Vous pouvez utiliser tel quel un modèle prêt-à-l’emploi si celui-ci répond à vos besoins.
• Multiples options d’exportation : EdrawMax convient à un large public, permettant d’importer et d’exporter vos schémas blocs dans différents formats. Vous pouvez aussi importer un fichier visio et le modifier directement.

Voyons maintenant comment créer un schéma bloc APU avec EdrawMax en utilisant différentes méthodes.

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Méthode 1 : Créer un schéma bloc IGBT de zéro

EdrawMax, outil spécialisé de dessin, propose tous les outils de personnalisation nécessaires pour commencer. Suivez ce guide pas à pas pour débuter votre schéma bloc.

Étape 1 Lancez EdrawMax et commencez

• Ouvrez EdrawMax et cliquez sur schéma bloc dans la page d’accueil.
• Cherchez la section schéma bloc et cliquez dessus.
• Une toile vierge s’ouvre : vous trouverez alors tous les éléments nécessaires.

Étape 2 Glissez-déposez les symboles et éléments sur la toile

• Allez dans la bibliothèque de symboles.
• Cherchez “schéma bloc” pour trouver toutes les formes dont vous avez besoin.
• Cliquez sur un élément ou glissez-le directement sur la toile.

Étape 3 Ajoutez du texte à chaque bloc

• Réglez la taille des blocs et placez-les où vous le souhaitez sur la toile.
• Double-cliquez sur un bloc pour saisir le texte correspondant.

Étape 4 Ajoutez les relations et connexions

• Commencez à relier vos blocs grâce à l’outil connecteur.
• Besoin de flèches ? Utilisez la bibliothèque de symboles pour choisir la forme souhaitée.

Étape 5 Exportez votre schéma bloc

• Une fois vos modifications terminées, exportez votre fichier.
• Cliquez sur le bouton d’exportation or Fichier en haut à gauche de l’écran et choisissez le format.
• Définissez toutes vos préférences (qualité d’image, zoom…), puis cliquez sur exporter pour enregistrer le design.

Méthode 2 : Utiliser un modèle de schéma bloc IGBT

EdrawMax propose une grande bibliothèque de modèles permettant de commencer rapidement. Ces exemples prêts à l’emploi offrent une base solide, facile à personnaliser. Suivez ces étapes pour créer un schéma bloc avec un modèle.

Étape 1 Ouvrir la bibliothèque de modèles

• Ouvrez la page d’accueil EdrawMax et cliquez sur modèles dans le menu de gauche.
• Cherchez les modèles de schéma bloc grâce à la barre de recherche.

Étape 2 Sélectionner un modèle et cliquer dessus

• Choisissez parmi les options proposées le modèle le mieux adapté à votre schéma bloc.
• Cliquez pour l’ouvrir dans l’espace de travail et commencez la personnalisation.

Étape 3 Modifier le modèle

• Personnalisez le modèle sur la toile.
• Ajoutez ou supprimez les formes nécessaires.
• Ajoutez votre propre texte en supprimant le texte existant.
• Vous pouvez modifier couleurs et thèmes pour votre schéma bloc.

Étape 4 Exporter votre fichier

• Il est temps d’exporter votre création.
• Cliquez sur le fichier et trouvez le bouton d’exportation bouton disponible en haut du menu.
• Sélectionnez le format désiré et enregistrez votre schéma.

Conclusion

Les igbt sont largement utilisés dans les appareils modernes pour garantir une puissance constante sous tension, tout en contrôlant le flux de courant dans le circuit. Le schéma bloc igbt offre aux utilisateurs une vue claire de ses fonctions internes et principes de fonctionnement.

Avec EdrawMax, vous pouvez facilement créer des schémas blocs précis et professionnels pour de nombreuses applications, y compris les systèmes solaires, l’éclairage, ou les onduleurs.

Ces schémas favorisent l’apprentissage et apportent des informations utiles pour la pratique. Lancez-vous dans la création de vos propres schémas IGBT avec EdrawMax pour simplifier les concepts complexes et renforcer votre compréhension.