Por que razão a rutura por sobretensão do IGBT nos conversores de frequência não pode ser ignorada

O Transistor Bipolar de Porta Isolada (IGBT) em conversores de frequência monofásicos de 60 Hz para 50 Hz desempenha o papel de conversão de tensão e comutação de alta frequência em sistemas eletrónicos de potência, e o seu estado de funcionamento está diretamente relacionado com a estabilidade e a vida útil do sistema de acionamento. A junção coletor-emissor do IGBT suporta tensões extremamente elevadas. Quando esta tensão ultrapassa o limite de tensão suportável do dispositivo, ocorre a rutura, danificando a estrutura interna do módulo e podendo provocar a falha total ou mesmo o desligamento.

Durante o funcionamento, os picos transitórios gerados durante o comutação, as flutuações na tensão da rede e as variações de carga podem causar impactos instantâneos de alta tensão nos IGBTs. Estas sobretensões excedem frequentemente a tensão de avalanche ou a tolerância à energia repetitiva do IGBT, levando à falha por rutura. Uma vez danificado, a estrutura PNPN interna do IGBT pode entrar numa região de amplificação descontrolada, resultando num aumento acentuado das perdas do dispositivo e até mesmo na sua falha.