Fabrication d’un Inverter IGBT (ferramid)

/!\ Attention ! ce projet contiendra des condensateurs pouvant rester chargés à 325V, de la haute tension en sortie du transfo (20kV max), et ce projet fonctionnera sur le secteur non isolé. A ne pas reproduire chez soi /!\

Ce billet présente la conception et la fabrication d’un inverter IGBT pour alimenter un transfo ferrite

Qu’est-ce qu’un inverter ?

Un inverter est un montage d’électronique de puissance qui permet de convertir un courant continu (ici le 325V DC) en courant alternatif à l’aide de composants de puissance, eux-mêmes commandés par un circuit de faible puissance, en vue de changer la fréquence, la tension, et d’autres paramètres.

Cet inverter utilisera des Transistors Bipolaires à Grille Isolée (aussi connus sous le sigle IGBT ( https://fr.wikipedia.org/wiki/Transistor_bipolaire_%C3%A0_grille_isol%C3%A9e ) ) en configuration « Full Bridge » pour hacher la forte puissance à une fréquence entre 10 et 50kHz

Comment cet inverter fonctionnera-t-il ?

Le tout premier composant crucial de ce montage est un contrôleur intégré de type TL494 (https://www.ti.com/product/TL494 ) relié en config push-pull pour avoir 2 sorties en opposition. Chaque sortie va ensuite vers leur input respective sur un driver de MOSFET de type UCC27424, où chaque sortie va ensuite sur un couple de MOSFET channel P et N (P en high side et N en low side). Ces 2 couples de MOSFET agissent comme un petit pont complet pour envoyer des impulsions carrées vers un Transformateur d’impulsions, de rapport primaire:secondaires de 1:1:1:1:1 pour commander les gates des 4 IGBT. Le phasing des secondaires est très important pour le bon fonctionnement du montage, car un mauvais phasing peut entraîner la destruction des modules IGBT

Les 4 transistors IGBT sont répartis dans 2 modules de référence ( FF200R12KE3HOSA1, 295 A 1200 V ) qui seront reliés en parallèle sur un même bus de 325V DC, qui comprend 2 barres parallèles en alu, avec 2 condensateurs pour les parasites ( 1uF 1200V ) et 1 condensateur de 3300uF

Chaque IGBT est commandé par paires, seuls 2 sont passants en même temps : l’un en high side sur un module et l’autre en low side sur l’autre module sont passants en même temps.

les liens utiles

http://kaizerpowerelectronics.dk/tesla-coils/drsstc-design-guide/ je m’inspire en effet des bobines Tesla pour fabriquer la partie puissance, tout en m’inspirant aussi du driver de flyback utilisant le TL494 : http://kaizerpowerelectronics.dk/high-voltage/tl494-flyback-driver/