Güç Elektroniği PDF

GÜÇ ELEKTRONİĞİ Özer BÖLÜM 1 1. TRİSTÖRLER 1.1 Transistor Eşdeğeri a) Tristörün içyapısı b) Tristörün diyot eşdeğeri c) Tristörün transi...

GÜÇ ELEKTRONİĞİ Özer BÖLÜM 1 1. TRİSTÖRLER 1.1 Transistor Eşdeğeri a) Tristörün içyapısı b) Tristörün diyot eşdeğeri c) Tristörün transistör eşdeğeri Şekil 1.1 Tristörün iç yapısı ve eşdeğer devreleri Tristör en az dört silisyum yarı iletken parçanın birleştirilmesinden oluşan, anahtar ve doğrultma görevi yapan bir elemandır. SCR ( Silikon Kontrollü Redresör) ismi de verilir. Değişik güçte tristörler imal edilmektedir. Çalışma sahası; 50 V – 8000 V, 0.4 A – 4500 A arasında olabilmektedir. Tristörler sırasıyla birbirini takip eden “P” ve “N” tipi silisyumdan yapılmış dört yarı iletken tabakadan yapılmıştır. Bu dört tabakanın en dışındaki “ P ” tabakası anot, diğer dıştaki “N” tabakası katot görevi yapar. Yapısındaki yarı iletkenler çeşitli kalınlıktadır ve değişik miktarlarda katkılandırılmıştır. Bu yüzden her katmanın iletkenliği farklıdır. Yukarıdaki şekilde tristörün yapısı, diyotlu ve transistörlü eşdeğer devresi gösterilmiştir. Transistörlü eşdeğer devresinde G ucuna bir akım verilince NPN tipi transistör iletime geçerek kollektör akımı geçirmeye başlar. Bu kollektör akımı PNP transistör baz akımını sağladığı için PNP tipi transistörde hemen iletime geçer ve emiter–kollektör üstünden NPN tipi transistörün beyzine akım gönderir. Dolayısı ile G ucundan uygulanan akım kesilse bile transistörler birbirini besleme devam eder, iletimde kalırlar. 9 çeşit tristör vardır; 1) Standart tristör: Ağır sanayi cihazlarında AC ve DC de 400 – 1000 Hz,4000V,1000A 2) Hassas tristörler: Düşük gerilimli elektronik devrelerde. 0,7V – 100uA ile tetiklenebilir. 3) Hızlı tristörler: 10 KHz’ lik frekans sınırında çalıştırılabilirler. 4) Komplemanter (Tamamlayıcı) tristör: Geyt anoda yakındır. Negatif pals ile çalışır. 1  GÜÇ ELEKTRONİĞİ Özer 5) İki geytli tetrod tristör 6) Geyt ile yalıtkan olan tristör (GTO), (GCS) 7) Fototristör 8) Asimetrik çok hızlı tristör ( ASCR ) 9) Amplifikatör geytli tristör. 1.2 Tristörün uçlarının açıklanması Aşağıda bir tristörün sembolü gösterilmektedir. Tristör 3 elektrotlu (uç, ayak) bir elemandır. Bu uçlar Anot, katot ve geyt ( gate, kapı )’ dir. Şekil 1.2 Tristörün sembolü ve uçları 1.3 Çalışma Karakteristikleri Tristörün çalışma grafiği Ig=0 iken Tristörün çalışma grafiği Ig>0 iken Şekil 1.3 Tristörün çalışma grafiği Tristörü doğru polarize etmek için anotuna (+) katotuna (-) gerilim verilmelidir. Uygulanan bu gerilim değeri çok arttırılırsa bir noktadan sonra tristör aniden iletime geçip A –K direnci dolayısı ile A–K voltajı düşer geçen akım artar. Eğer ters polarize edilip gerilim arttırılırsa yine bir noktadan sonra ters yönde ani akım artışı olur. Bu ise istenmeyen bir durumdur ve tristörü bozar. Tristörün doğru polarize edilip A–K voltajının arttırılması ile iletime geçirilmesi kullanılan bir yöntem değildir. Çoğunlukla A–K doğru polarize edildikten 2  GÜÇ ELEKTRONİĞİ Özer sonra geyte ufak bir gerilim darbesi verilip tristör iletime geçirilir. Tristör bu şekilde iletime geçtikten sonra geyt gerilimi kesilse bile tristör iletimde kalır. 1.4 Tristörün kullanım alanları Kumandalı doğrultucular, elektronik kontaktörler, zaman rölesi, DC ve AC motorların hızlarının ayarlanması ve dönüş yönlerinin değiştirilmesinde kullanılır. 1.5 Tristör Tetikleme Yöntemleri 1.5.1 Tristörü tetikleme ve yöntemlerinin açıklanması Tristör birden fazla yöntemle iletime geçirilebilir. Bu metotlar şunlardır.  Anot-Katot gerilimdeki hızlı bir değişim: Anot–Katot gerilimi iletim yönünde çok hızlı bir değişim gösterirse tristörü iletime geçirebilir. Nedeni de tristörün birleşim bölgelerinin bir kondansatör gibi davranmasıdır.  Doğru yönde Anot – Katot geriliminin çok arttırılması: Geyt gerilimi sıfırken ( Ig=0) anot – katot gerilimi çok arttırılırsa tristör kırılma voltajından sonra iletime geçer.  Işıkla tetikleme: Diyot ve transistörlerde olduğu gibi tristörlerde de foto elektrik etkisi ile elektron hareketi başlatılabilir. Işık bir mercek yardımıyla silisyum yapıya uygulanır. Anot katot arası iç direnç küçülerek tristör iletime geçer.  Sıcaklığın arttırılması: Sıcaklığın artması ile tristör iletime geçebilir. Ancak bu istenmeyen bir durumdur. Tristörün bileşim noktasındaki ısının artması kaçak akımların artmasına neden olur. Eğer kaçak akım seviyesi eşik seviyesini geçerse tristör kendiliğinden iletime geçer.  Geyt’ine düşük gerilim, küçük akım uygulama: Ençok kullanılan yöntemdir. Geyt’e uygulanan düşük gerilimlerle, büyük gerilim ve akımlı devreler kontrol edilir. Tristörün anot – katot arası direnci çok büyüktür. Geyt’e uygulanan düşük gerilim, anot – katot arası direnci küçültür ve tristör iletime geçer. Bu yöntem DC ve AC devrelerde uygulanırken devre özelliklerinden dolayı farklı şekillerde uygulanır. Tristörü DC’ de tetiklemek gayet basitken AC’ de tetiklemek için Geyt polarması doğrultulmalıdır. 1.5.2 Tristörün DC’ de tetiklenmesi yöntemi Tristörün DC tetiklenmesinde geyte tetikleme veren S anahtarı açık olduğu sürece Anot ve katot’un doğru polarma olması, tristörün çalışması için yeterli değildir. S anahtarı kapatılınca tristörün geyt ucu tetikleme voltajını alacağından iletime geçer ve yükü ( lambayı ) çalıştırır. Artık geyt akımı kesilse bile tristör iletimde kalıp lamba yanmaya devam edecektir. Geyt’i tetiklemek için birinci şekilde ayrı bir kaynak kullanılmış ikinci şekilde ise aynı kaynaktan tetikleme voltajı alınmıştır. 1.5.3 Tristörün AC’de tetiklenmesi yöntemi Tristörü AC’de çalıştırmak DC’ de çalıştırmaya nazaran biraz daha dikkat isteyen durumdur. Çünkü AC voltajda bilindiği üzere akım yönü devamlı değişmektedir. Yani tristörün Anot–Katot ucu devamlı polarma değiştirmektedir. A-K arasına bir süre pozitif alternans gelirken bir süre de negatif alternans gelir. Pozitif alternanslarda tristör tetiklenirse 3  GÜÇ ELEKTRONİĞİ Özer iletime geçer negatif alternanslarda ise Anot-Katot zaten ters polarma olduğu için akım geçirmez. Yani yalıtımdadır. Yalnız her pozitif alternanstan önce tristör yalıtımda olacağı için her pozitif alternansta tetikleme verilmelidir. Bu işlem AC gerilimin bir kısmının değerinin düşürülüp sadece pozitif kısımlarının seçilip geyt’e uygulanması ile sağlanır. Yani A-K üstündeki voltaj paralel bir koldan gerilimi düşürülüp bir diyot ile sadece pozitif kısımlar seçilir ve geyte uygulanır. Bununla ilgili devre şeması aşağıda gözükmektedir. 1.5.4 Tristörün tetikleme yöntemlerinin şekille gösterilmesi Tristörün farklı bir DC kaynaktan tetiklenmesi Tristörün aynı DC kaynaktan gerilim bölücü ile tetiklenmesi Tristörün farklı bir DC kaynaktan AC’de Tristörün aynı DC kaynaktan sabit polarma ile tetiklenmesi tetiklenmesi Şekil 1.4 Tristörün tetikleme yöntemleri UJT Devre Test Devresi 5: Kontrol palsı ile denetlenebilen ve UJT tetiklenen SCR veya TRİYAK tetikleme devresi. 4  GÜÇ ELEKTRONİĞİ Özer Şekil 1.5 Tristörün UJT ile tetiklenmesi NOTLAR: Bu devre SCR veya TRİYAK’ı anahtar gibi kontrol etmeyi sağlıyor. Devre, bu haliyle girişteki kare dalganın frekansına göre yanıp sönüyor fakat çalışması kusurludur. Çünkü SCR'nin geytine kare dalganın ve alternatif akımdan elde edilen palsların karışımı olan palslar gönderilmekte bu ise, bu devrede kullandığımız alternatif akımın frekansının ve paydalarının kare dalga frekansıyla çakıştığı noktada SCR'nin tam iletimde diğer durumlarda ise faz çakışmamazlığı nedeniyle SCR'nin iyi çalışmaması sonucunu doğurmaktadır. 1.6 Tristörü Durdurma Yöntemleri 1.6.1 Tristörü durdurma yöntemlerinin açıklanması DC gerilimde tristör bir defa tetiklendiğinde tetikleme gerilimi kaldırılsa bile sürekli iletimde kalır. DC gerilimde çalışma devam ederken tristörü durdurmak gerekebilir. Tristörü durdurmak için, seri anahtarla durdurma, paralel anahtarla durdurma ve kapasitif durdurma yöntemleri uygulanır. Temelde bütün bu yöntemler tristörün anot akımını kesmeyi amaçlamaktadır. 1.6.2 Tristörün seri anahtarla durdurulması Şekil 1.6 Tristörün seri anahtarla durdurulması “Tristörün anot akımının geçtiği yol üstüne anahtar koyup, açarsak anot akımı kesilip tristör durdurulur. Anahtar tekrar kapansa bile çalışmaz. Çalışması için geyte tetikleme vermek gerekir. Şekildeki devrede S1 ve S2 anahtarları açıldığı zaman anot akımı kesilerek tristör yalıtım durumuna geçer. 5  GÜÇ ELEKTRONİĞİ Özer 1.6.3 Tristörün paralel anahtarla durdurulması Şekil 1.7 Tristörün paralel anahtarla durdurulması Tristöre paralel bir anahtar bağlayarak da anot akımı kesilebilir. Çünkü anahtara basıldığı anda anot akımının tamamı anahtar üstünden geçer, anahtar tristörün A–K arasını kısa devre etmektedir. Anahtardan elimizi çeksek bile artık tristör çalışmaz. Çalışması için geyte tekrar tetikleme vermek gerekir. Şekildeki devrede S2 anahtarı tristörü durduran anahtardır. 1.6.4 Tristörün kondansatör ile durdurulması Şekil 1.8 Tristörün kafasitif yöntemle durdurulması Tristörün A–K arasına bir an ters gerilim uygulamak tristörü yalıtım durumuna getirebilir. Ters gerilimi ayrı bir kaynak vasıtasıyla uygulayabileceğimiz gibi yüklü bir kondansatörü tristör üstünden ters deşarj etmek vasıtasıyla da sağlayabiliriz. Bu yönteme “zorlanmış komitasyon” yöntemi de denmektedir. Yukarıdaki devrede S1 ile tristör iletime geçirildiğinde kondansatör de direnç üstünden kısa bir sürede şarj olur. Daha sonra S2 butonuna basınca yüklü kondansatör tristörün katodundan anoduna doğru deşarj olmak isteyecektir. Akmakta olan anot akımına zıt yönde olan bu deşarj akımı kısa süreli yüksek bir değerde olduğu için anot akımını bir an engelleyip tristörün yalıtıma gitmesine neden olur. 6  GÜÇ ELEKTRONİĞİ Özer 1.6.5 Tristörü durdurma yöntemlerinin şekil çizerek açıklanması Şekil 1.9 Tristörü durdurma yöntemleri Şemadaki devrede tristörlerin her biri iletime geçerken diğerini kapasitif yolla yalıtım durumuna sokar. 1.7 Tristörü Koruma Yöntemleri 1.7.1 Tristörü koruma yöntemlerinin açıklanması Tristörlerin, üzerlerinden geçen akımların yüksek olmasından dolayı çok dikkatli kullanılmaları gerekir. Tristörün bozulması, tristöre zarar verdiği gibi kullanıldığı sisteme veya makineye da zarar verir. Örneğin sanayide tristörler motor kontrol devrelerinde oldukça sık kullanılırlar. En ufak bir hatada tristör bozulursa motorun tam devirde dönmesine yol açabilir. Bunun sonucunda makinenin zarar görmesi kaçınılmazdır. Tristörün korunmasını iki bölümde toplayabiliriz a) Geyt tetikleme devresinin korunması b) Anot – Katot devresinin korunması. a) Geyt tetikleme devresinin korunması: Tristörler P-N bileşimlerinden oluşan yarı iletken parçalar olduğu için direkt olarak besleme gerilimine bağlanmaz. Çünkü üzerlerinden fazla akım geçeceğinden tristör bozulur. Bu yüzden Tristör geyt ucundan tetiklenirken seri bir direnç üzerinden gerilim uygulanır. Bu direnç geyt ucundan aşırı akım geçişini engeller. Direnç değeri hesaplanırken uygulanan Geyt gerilimi (Vgg) , Tristörün geyt ucunun çekeceği akım ve tristör iletimdeyken geyt katot voltajı dikkate alınır. Tristörlerin geyt voltajı genellikle bir kaç volt civarındadır. b) Anot-katot devresinin korunması: Tristör kullanılırken, anot akımının dayanabileceği değerden fazla olmaması gerekir. Bu yüzden bir tristör asla yüksüz çalıştırılmaz. Yükte çalıştırılırken de tristör yük akımını kaldırabilecek değerde seçilir. Eğer 7  GÜÇ ELEKTRONİĞİ Özer yük akım değeri maksimum anot akımına yakın değerlerdeyse, bu durumda da tristör için yeterli bir soğutma sağlanmalıdır. Her ne kadar tristörden makul bir seviyede akım geçse de, bu akım değeri sınıra yakın olduğu için tristörün ısınmasına yol açar ve 130’C civarında tristörün bozulmasına sebep olur. Ayrıca tristör kullanılırken ileri ve ters kırılma gerilimleri de dikkate alınmalıdır. Ters yöndeki aşırı bir gerilim yine tristörü bozar. Bu yüzden tristör kırılma voltajları yeterince yüksek olanlar seçilmelidir. 1.7.2 Tristörün aşırı akımda çalışmasının sakıncaları Tristör aşırı akımda çalıştırılırsa tristörde ısınma meydana gelir. Bu ısı belli bir seviyeyi aşarsa tristör bozulur. Ayrıca dayanabildiği en fazla geyt ve anot akımlarının üstünde akım değerleri uygulanırsa p-n bileşimleri ya kısa devre olur ya da bağlantıları eriyerek kopar ve açık devre olur. 1.7.3 Tristörün aşırı gerilimde çalışmasının sakıncaları Tristörün geytine aşırı gerilim uygulanırsa üzerinden fazla akım geçip bozulmasına yol açar. Eğer aşırı gerilim Anot-Katota uygulanıyorsa ya düzensiz iletime geçme durumları olur ya da tristörün bozulmasına sebep olur. Tristörü aşırı gerilimden korumada varistör kullanımı Varistör, elektronik devre elemanı olan varistör doğrusal olmayan bir direnç özelliği gösterir. Genellikle çinko oksitten yapılır. Varistör gerilimi olarak bilinen gerilimin altında neredeyse hiç akım çekmez. Gerilim değeri çalışma voltajını geçtiğinde direnci hızlı bir şekilde düşerek akım çekmeye başlar. Genellikle elektronik sistemlerin girişine paralel takılarak aşırı gerilimlerde devreye girmesi ve gerilimin daha da yükselmemesi amaçlanır. 1.7.4 Endüktif yüklerde tristörü korumanın önemi Bir tristörde yük olarak bobin kullanılıyorsa, herhangi bir sebeple tristörün yalıtıma geçirilmesi ve yük akımının aniden kesilmesi sonucunda yük olarak kullanılan bobin uçlarında besleme geriliminin yaklaşık üç katı genliğe sahip, yük frekanslı bir gerilim oluşur. Bu gerilimin genliği besleme geriliminin üç katından başlayarak gittikçe söner ve bir süre sonra sıfıra düşer. Ancak kısa bir süre için de olsa tristörün dayanma gerilimini aştığı takdirde tristöre hasar verebilir. Tristörü bu gibi durumlarda korumak için şu gibi tedbirlere başvurulur; Yüksek frekanslı gerilimin çabuk sönmesini sağlamak için yüke paralel bir kondansatör bağlanabilir. Ayrıca tristöre zıt yönde gerilim yüklenmesini önlemek için tristörün anot-katot arasına veya yüke paralel ters yönde diyot bağlanabilir. 8  GÜÇ ELEKTRONİĞİ Özer Şekil 1.10 Tristörü koruma yöntemleri 1.8 Diyak ve Triyak 1.9 Diyak Diyak bir tost biçiminde PNP yarıiletkenlerinden yapılır. P taraflarında birer bacağı vardır. Aşağıdaki şekilde bir diyak in içyapısı ve sembolü görülmektedir. Şekil 1.11 Diyak yapısı ve sembolü Diyak´in bacakları arasına negatif ya da pozitif bir gerilim uyguladığımız zaman içindeki PN parçalarından biri ters diğeri ise doğru yönde bayaslanır. Ters bayaslanan PN parçasının üzerinden bir miktar sızıntı akımı akmaya başlar. Diyak üzerindeki gerilimi arttırarak PN bağlantısının kırılma voltajın (breakdown) üzerine çıkartırsak, ters bayaslı PN bağlantı kırılma bölgesine geçer. Bu durumda Diyak üzerinden geçen akım ani olarak yükselir ve Diyak negatif direnç özelliği gösterir. Diyak´in bu durumda çalışmasına ON durumu adı verilir. Diyak üzerindeki voltaj azaltıldığında ya da breakdown voltajını altına inildiğinde Diyak üzerinden geçen akım durur yani OFF durumuna geçer. 9  GÜÇ ELEKTRONİĞİ Özer Şekil 1.12 Diyakın V-I karakteristiği Diyak içindeki katkı atomları P ve N maddeler içinde eşit oranda olduğu için Diyak´in bacaklarının yönü yoktur. Diyak, çoğunlukla Triyak devrelerinde Tetikleme elemanı olarak kullanılır. Aşağıda ki şekilde Triyak ve Diyak ile yapılan bir faz kontrollü güç devresi görülmektedir. Şekil 1.13 Triyak ve diyakla yapılan faz kontrolü Bu devrede C kondansatörü üzerindeki gerilim Diyak kırılma geriliminin üzerine çıktığı zaman Diyak ON durumuna geçerek Triyak´i tetikler. On durumundaki Diyak, triyak için gerekli olan kapı akımını sağlar. Triyak´in iletim açısı, Diyak´in devresinde bulunan R ve C nin zaman sabitesi ile sağlanmaktadır. Aşağıda ki devre bir önce ki devreye büyük benzerlik göstermektedir. Aralarındaki fark, yük olarak endüktif bir yük olan AC motor ile devreye ilave edilmiş olan C2 ve R2 dir. Bilindiği gibi endüktif yüklerde akımla gerilim arasında bir faz farkı vardır. Bu durumda yük üzerindeki gerim sıfıra ulaşmadan üzerinden geçen akım sıfıra ulaşır, yani triyak üzerindeki gerilim daha yüksek iken üzerinden geçen akım sıfıra ulaşır ve Triyak OFF olur. Fakat bu seferde Triyak üzerindeki gerilim çok fazla olduğu için kendiliğinden ateşlenir. İstenmeyen bu durumu ortadan kaldırmak için devreye R2 ve C2 ilave edilmiştir. Bu RC devresi, devrede ki faz farkından dolayı oluşan istenmeyen ateşlenmeleri ortadan kaldırır. 10  GÜÇ ELEKTRONİĞİ Özer Şekil 1.14 AC motor hız kontrolü 1.9.1 Diyak’ın AVO metre ile Sağlamlık Kontrolü AVO metre ile Diyak’ın sağlamlık kontrolünde, ölçü aletinin omaj kademesinde her iki yönde yapılan ölçümde yüksek direnç gösterir. Diyak arızalı ise her iki yönde de düşük direnç ölçülür. Güvenilir sağlamlık kontrolü ancak Diyak devrede, iletimde ve yalıtımda iken yapılacak ölçümle ya da basit bir Triyak tetikleme devresindeyken deneyerek yapılabilir. Şekil 1.15 Diyak’ın AVO metre ile kontrolü Her iki yönlü ölçümde yüksek direnç okunmalıdır 1.9.2 Diyak’ın Kullanım Amacı Şekil 1.16 Diyakla yapılan osilatör devresi kondansatörün şarj anı 11  GÜÇ ELEKTRONİĞİ Özer Şekil 1.17 Diyak’ın DC akımdaki kondansatörün şarj anındaki dalga şekilleri Şekil 1.18 Diyakla yapılan osilatör devresi kondansatörün deşarj anı Şekil 1.19 Diyak’ın DC akımdaki kondansatörün deşarj anındaki dalga şekilleri Şekil 1.16’da ve 1.18’da Diyakla yapılan osilatör devresinde DC akımın kutbuna göre Diyak pozitif ve negatif darbeler meydana getirir. Devredeki kondansatör R1 direnci üzerinden şarj olur. Kondansatör uçlarındaki gerilimin değeri Diyak iletim gerilimine eşit olduğunda Diyak iletime geçer ve kondansatörü R2 direnci üzerinden deşarj eder. Kondansatör üzerindeki gerilim değeri Diyak iletim geriliminden küçük olduğu anda Diyak yalıtıma geçer, bu şekilde pozitif ve negatif darbeler meydana gelir. Yukarıda açıklandığı gibi diyak darbeler üreterek tetikleme elemanı olarak kullanılan bir yarı iletkendir 12  GÜÇ ELEKTRONİĞİ Özer 1.10 Triyaklar n kapılı ve p kapılı iki adet tristörün ters paralel bağlanmasıyla oluşturulmuş alternatif akımda her iki yönde akım geçir en yarı iletken anahtarlama elemanıdır. SCR özellikle DC devrelerde güç kontrolü için çok uygundur. SCR kullanarak AC güç kontrolü yapmak iki kat daha fazla SCR gerektirmektedir. Tristör ailesinden olan Triyak özellikle AC güç kontrolü için yapılmış bir devre elemanıdır. Aşağıdaki şekilde bir Triyakın içi yapısı ve sembolü görülmektedir. Şekil 1.20 Triyakın içyapısı ve sembolü Triyak içyapısına dikkat edilirse paralel bağlanmış iki SCR seklindedir. Gerçekte de SCR ile AC güç kontrolü yapılmak istendiğinde iki SCR yi paralel bağlamak gereklidir. Kısaca aynı kılıf içinde iki SCR olarak düşünebiliriz. Bu yapı özelliğinden bir triyak üzerinden geçen her iki yöndeki akımı kontrol edebilir. Aşağıdaki şekilde bir triyakın V-I karakteristiği görülmektedir. Şekle dikkat edilirse simetrik iki SCR karakteristiğidir. Şekil 1.21 Devrenin akım iletmesi şu şekilde olmaktadır. 13  GÜÇ ELEKTRONİĞİ Özer Şekil 1.22 Triyakın devreye bağlantısı Şekil 1.23 Triyakın dalga şekilleri a) kaynağın dalga şekli, b) tetikleme palsları, c) yük uçlarındaki gerilim, d) triyak uçlarındaki gerilimi (taralı kısımlar) Triyakın A1 (1 numaralı anot) ve A2 (2 numaralı anot) arasına bir AC akım uygulayalım. A1 pozitif, A2 negatif olduğu zamanlarda kapıya (gate) pozitif bir pals verildiğinde triyakın A1 ucundan A2 ucuna doğru bir akım akacaktır. Uygulanan AC akım sıfır volt olduğunda triyak kendiliğinden akım iletmeyi durduracak yani sönecektir. A2 pozitif A1 negatif olduğunda ise kapıya negatif bir pals uygularsak akım bu kez A2 den A1 e doğru akacak, A1 ve A2 uçlarına uygulanan gerilim sıfır volt olduğunda triyak kendiliğinden sönecektir. Triyaklar örneğin A1 pozitif A2 negatif olduğunda kapısına negatif pals 14  GÜÇ ELEKTRONİĞİ Özer uygulandığında ya da A2 negatif A1 pozitif olduğunda kapısına pozitif pals uygulandıklarında da ateşlenirler. Tablo 1.1 Triyakın tetikleme durumları Triyak ın Tetiklenme Durumları A1 ile A2 arasına Kapı ile A2 uygulanan arasına uygulana Çalışma Bölgesi gerilim gerilim Pozitif Pozitif I Pozitif Negatif I Negatif Pozitif II Negatif Negatif II Triyakları ateşlenmesi ve ateşleme teknikleri SCR ile aynıdır. Ateşleme için sadece bir potansiyometre kullanırsak AC sinyalin pozitif bölümlerinde 0-90º derece arası ateşleme yapabilir. Negatif bölümlerinde ise 270º ile 360º arasında ateşleme yapabilir. Ateşleme açısını daha da arttırmak için kapı ile A2 arasına bir kondansatör ilave edilir. Bu sayede yaklaşık 360º dereceye kadar ateşleme elde edilir. Ateşleme yöntemleri ile ilgili şekiller aşağıdadır. Şekil 1.24 Triyak için sabit faz kontrol devresi Triyaklar tam dalga güç kontrolünde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bir potansiyometre yardımı ile yük üzerinde harcanan güç ayarlanabilir, Dimmer ya da ışığı ayarlanabilir lambalar veya sabit güç anahtarlaması solid relay (elektronik röle) örnek olarak verilebilir. Özellikle solid relay yani elektronik röle teorik olarak sonsuz ömre sahip olması ve hiç bakım gerektirmemesi nedeni ile yaygın olarak endüstride kullanılmaktadır. Triyak uygulamalarında A1 ve A2 arasına uygulanan voltaj küçük değerler ulaştığında triyak kendiliğinden sönerek akım iletmeyi keser. Yeniden iletime geçirmek için kapıya yeterli akım ve voltaj sağlamak gereklidir. Bu da triyak üzerinden geçen akımda kesintiler demektir. Bazı uygulamalarda bu istenen bir durum değildir. Triyak üzerinden geçen akımı teorik olarak sürekli hale getirmek ya da iletimde olmadığı süreyi en aza indirmek ya da iletim açısını çok geniş aralıkta değiştirebilmek için R (direnç), C (kondansatör) ve neon ya da diyak içeren devreler kullanılır. Örneğin AC motor hız kontrol devreleri buna bir örnek olarak verilebilir. Neon ile diyak karakteristikleri birbirine çok yakın ve diyak bir yarıiletken olduğu için günümüz devrelerinde diyak tercih edilmektedir. 15  GÜÇ ELEKTRONİĞİ Özer 1.10.1 Triyak’ın AVO metre ile Sağlamlık Kontrolü AVO metrenin direnç konumunda yapılan ölçümler de A1–G arası çift yönlü tristör olduğu için her iki yönde de düşük direnç ölçülmelidir. A2– G arası yapılan her iki yönlü ölçümde yüksek direnç ölçülmelidir A1–A2 arası yapılan her iki yönlü ölçümde yüksek direnç ölçülmelidir A1–A2 arası ölçüm yapılırken AVO metrenin uçlarından her hangi biri geyt ucuna dokundurulup çekildiğinde okunan direnç değer i düşüyorsa Triyak iletime geçiyor demektir. AVO metrenin uçları değiştirilip işlem tekrarlandığında aynı şekilde direnç düşüyorsa Triyak her iki tetikleme halinde de iletime geçtiği için sağlamdır. Yukarıdaki anlatılanlardan biri gerçekleşmezse ya da A1–A2 arası düşük direnç değeri gösteriyorsa Triyak arızalıdır. Triyak’ın bacaklarını aşağıya, yazısını okuyacak şekilde bize çevirdiğimizde; soldan 1. bacak =A1; 2. bacak= A2; 3.bacak=Geyt şeklindedir. Dış görünüşleri aynı olan tristör ve triyak’ı birbirinden ayırt etmek için eleman uçları A1 - G arası yapılan iki yönlü ölçümde düşük direnç ölçülürse eleman Triyak’tır. Bir yönde düşük diğer yönde yüksek direnç ölçülürse eleman tristördür. Şekil 1.25 (a) Geyt -A1 arası ölçüm (Her iki yönlü ölçümde düşük direnç okunmalıdır) Şekil 1.25 (b) Geyt –A2 arası ölçüm (Her iki yönlü ölçümde yüksek direnç okunmalıdır) Şekil 1.25 (c) A1–A2 arası ölçüm (Her iki yönde yapılan ölçümde yüksek direnç okunmalıdır) 16  GÜÇ ELEKTRONİĞİ Özer 1.10.2 Triyak’ın Kullanım Amacı Triyaklar genellikle alternatif akım devrelerini kumanda etmede kullanılır. Yüksek akımları küçük akımlarla kontrol edebilir olması kullanım alanlarını artırmıştır. Ayrıca sessiz çalışması bakım gerektirmemesi problemsiz ve rölelere göre oldukça hızlı açma kapama yapması, açma kapama esnasında ark oluşmaması Triyakları üstün kılan özellikleridir. Triyaklar, 220 volt altında 10 amper gibi yüksek bir akım geçirirken uçlarında bulunan gerilim 1,5 volt civarındadır. Bu anda Triyak üzerindeki harcanan güç 15 watt dolayında iken yük üzerinde harcanan güç 2200 wattır. Triyaklar uygun şekilde soğutulurlarsa üzerlerinde harcanan güç kaybının oluşturacağı ısı dağıtılarak ömürlerinin uzun olması sağlanır. Triyak ile AC akımların DC akımlarla da kontrolü sağlanabilir. 1.10.3 Triyak’ın Tetiklenme Şekilleri Şekil 1.26 DC akımla tetikleme Şekil 1.27 AC akımla tetikleme 17  GÜÇ ELEKTRONİĞİ Özer 1.11 Mosfet’ler Mosfet (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistör - Metal oksit yarı iletken alan etkili transistör) analog ve digital devrelerde sık kullanılan bir alan etkili transistördür. Mosfetler, JFET transistörler gibi üç bacaklıdır. Bu bacaklar; G (gate, normal transistörün base bacağı), S (source, kaynak) ve D (drain, normal transistörün kollektörü) bacaklarıdır. D ucu ile S ucunun çıkarıldığı bölgeye kanal denir. Mosfetlerde gate bacağı ile kanal bölgesi arasında silisyum nitrat ve silisyum oksit ile yalıtım yapılmıştır. Bu metal oksit tabaka çok ince olduğundan statik elektriğe karşı oldukça hassastır. Bu nedenle mosfetlerin kullanımı ve saklanmasında statik elektrik konusunda dikkatli olunmalıdır. Mosfetleri lehimlerken kullanılan havya mutlaka topraklı olmalı ve düşük güçte kullanılmalıdır. Mosfetlerin giriş empedansı yüksek, elektrotları arasında iç kapasitansları ise çok düşüktür. Mosfet transistörler, JFET transistörlerden ve normal transistörlerden daha yüksek frekanslarda çalışabilirler. Mosfet transistörlerin güç harcamaları düşüktür ve mekanik dayanımları fazladır. Mosfet kanal bölgelerinde kullanılan maddelere göre N tipi mosfet ve P tipi mosfet olmak üzere iki çeşittir. Çalışma şekline göre ise mosfetler; enhancement (çoğaltan-arttıran kanallı) mosfetler ve depletion (deplasyon-azaltan kanallı) mosfetler olarak iki çeşittir. Aşağıda n kanallı ve p kanallı mosfetlerin yapıları gösterilmiştir. N Kanallı Mosfet P Kanallı Mosfet Şekil 1.28 Mosfetlerin içyapısı 1.11.1 Mosfet Çeşitleri 1.11.2 Deplation (Deplasyon, Azaltan Kanallı) Mosfetler Deplasyon mosfetler normalde ''ON'' tipi mosfetlerdir, yani gate ucuna uygulanan gerilimin değeri 0 V iken S ve D uçları arasında bir miktar akım geçişi olur. Bu akım miktarı mosfetin gate bacağından uygulanan gerilim pozitif yönde arttıkça yükselir. Mosfetin gate bacağına uygulanan gerilim negatif yönde arttıkça ise S ve D uçları arasından geçen akım miktarı azalır. Aşağıda N kanallı ve P kanallı deplasyon mosfetlerin sembolleri gösterilmektedir. 18  GÜÇ ELEKTRONİĞİ Özer N Kanallı Deplasyon Mosfet P Kanallı Deplasyon Mosfet Şekil 1.29 n kanallı ve p kanallı deplesyon mosfetlerin simgeleri N kanallı deplasyon mosfetlerde akım mosfetin D ucundan S ucuna doğru N tipi maddenin içinden geçer. P kanallı deplasyon mosfetlerde ise akım tam tersine mosfetin S ucundan D ucuna doğru P tipi maddenin içinden geçer. 1.11.3 Enhancement (Çoğaltan Kanallı) Mosfetler Enhancement mosfetler azaltan kanallı mosfetlerin aksine normalde ''OFF'' durumunda olan mosfetlerdir. Enhancement mosfetlerin G ucuna gerilim uygulanmadığı sürece D ve S uçları arasından akım geçmez. Enhancement mosfetlerin sembolleri aşağıda gösterilmiştir. N Kanallı Enhancement Mosfet P Kanallı Enhancement Mosfet Şekil 1.30 n kanallı ve p kanallı Enhancement mosfetlerin simgeleri Deplasyon tipi mosfetler ile enhancement tipi mosfetlerin sembolleri arasındaki tek fark D ve S uçları arasında kanalı temsil eden çizginin enhancement tipi mosfetlerin sembollerinde kesik çizgiler ile belirtilmiş olmasıdır. Bu sembolleştirmenin sebebi enhancement tipi mosfetlerin yapısından kaynaklanmaktadır. Enhancement tipi mosfetlerde, mosfetin D ve S uçları arasında fiziksel bir kanal yoktur. Bu nedenle enhancement mosfetlerin G uçlarına 0 V gerilim uygulandığında S ve D uçları arasında akım geçişi olmaz, yani mosfet iletime geçmez. N kanallı enhancement mosfetlerin gate ucuna +1 V gerilim uygulandığında, N tipi maddenin birleşim yüzeyine yakın olan kısmında (-) yüklü elektronlar toplanır. Bu elektronlar akım geçişi için kanal oluşturur ve böyle mosfetin D ve S uçları arasında akım geçişi başlar. Çoğaltan kanallı mosfetin gate ucuna uygulanan gerilim pozitif yönde arttırıldığında akım geçişinin olduğu kanal da genişler ve D ve S uçları arasındaki akım miktarı artar. P kanallı enhancement mosfetlerde ise durum terstir. Bu tip çoğaltan kanallı mosfetlerde gate ucuna uygulanan gerilim -1 V iken P tipi maddenin birleşim yüzeyine yakın 19  GÜÇ ELEKTRONİĞİ Özer olan kısmında (+) yükler toplanarak akım geçişi için kanal oluşturur, böylece mosfetin D ve S uçları arasında akım geçişi olur. P kanallı enhancement mosfetlerin gate ucuna uygulanan gerilim negatif yönde arttırıldığında akım geçişinin sağlandığı kanal genişler ve D ve S uçları arasından geçen akım artar. 1.12 IGBT’ler 1.12.1 IGBT Yapısı, Özellikleri ve Çalışması Gerilim kontrollü bir eleman olan İzole Kapılı Bipolar Transistörün (IGBT) yapısı eşdeğer devresi ve sembolü Şekil 1.31’ de görülmektedir. Bipolar Transistör (BJT) ve MOSFET’in iyi taraflarının IGBT’de bir araya getirilmesi amaçlanmıştır. Yapısındaki MOSFET nedeniyle giriş empedansı yüksek, BJT yapısı nedeniylede iletimdeki gerilim düşümü azdır. BJT’deki gibi sekonder devrilme sorunu yoktur. Anahtarlama hızları MOSFET’ten düşük BJT’den yüksektir. Yapısı MOSFET’in yapısına benzer. Aradaki fark burada Drain’deki ‘’N’’ tabakasının yerini, kolektördeki ‘’P’’ tabakasının almasıdır. Eğer kapı ucu emitere göre pozitif yapılırsa ‘’P’’ bölgesinde bir ‘’N’’ kanalı oluşur. Taban-emiter jonksiyonu geçirme yönünde kutuplanmış olan PNP Transistörü iletime geçer ve ‘’N’’ bölgesinin iletim durumunu değiştirir. Bu durumda iletimdeki gerilim düşümünde MOSFET’e göre çok büyük bir iyileşme olur. Parazit npn transistörü yüzünden, tristördeki gibi kilitlenme olayı meydana gelmesi ‘’P tabakası direncin iyi ayarlanması ile engellenmiştir. Normal olarak eleman sıfır geriliminde kesimdedir. Bu gerilim ‘’P’’ bölgesindeki iletim kanalını ortadan kaldırır. Modern IGBT’lerde ‘’N’’ bölgesinde proton ışınlanmış azınlıktaki taşıyıcı ömrünün kontrolü ve emitere bir ‘’N’’ara tabaka eklemek suretiyle, kuyruk akımı çok azaltılmıştır. BJT ve MOSFET’e kıyasla IGBT daha yüksek bir akım yoğunluğuna sahiptir. Aynı anma değerlerine sahip MOSFET’e göre boyutları % 30 oranındadır. MOSFET’e göre giriş empedansı çok düşüktür. Aynı zamanda kapı kollektör kapasitesinin, kapı emiter kapasitesine oranı daha düşüktür. Insulated Gate Bipolar Transistor genellikle güç elektroniği devrelerinde kullanılan (kgk [ups], doğrultucu, ac/dc motor kontrolü vs) bir yarı iletken elemandır. Kontrolü mosfet Transistöre benzer. Gerilim farkı ile sürüldüğünden kontrol sırasında güç kaybı düşüktür. Kontrol edilen akımın akışı transistor gibidir. Dolayısı ile mosfet ve normal transistorun pozitif yönlerini kullanan güzel bir elemandır. Son yıllarda, IGBT’nin başarısı çarpıcı olarak gelişmiştir ve IGBT’nin uygulama alanları, özellikle yüksek güç uygulamalarında oldukça büyük gelişme göstermiştir. IGBT ve diyot, son derece düşük kaçak endüktansla bir güç modül paketinin içinde birleştirilmiştir. IGBT’lerin, daha düşük kayıp, uzun süre dayanma yeteneği, düşük gürültü ve düşük maliyet gibi birçok avantajları vardır. 20  GÜÇ ELEKTRONİĞİ Özer Şekil 1.31 IGBT’nin yapısı Şekil 1.32 IGBT’nin transistör eşleniği ve sembolü 1.12.2 Akım Gerilim Karakteristikleri Şekil 1.33’te IGBT’ye ait tipik bir kolektör emiter akım gerilim karakteristiği verilmiştir. Karakteristik prensip olarak MOSFET’inkine benzer. Fakat burada Drain ve Kaynak uçlarının yerini sırasıyla kolektör ve emiter almıştır. Ayrıca kollektör emiter gerilimi hiçbir zaman sıfır olmamakta, bir eşik gerilimi değerinden başlayarak doyma bölgesinde yaklaşık doğrusal olarak değişmektedir. Pratik olarak kollektör emiter geriliminin 1,2 Volt mertebesindeki eşik gerilimi ile bir eşdeğer dirençteki gerilim düşümünden ibaret olduğu söylenebilir. Bunların ikisi de, taban emiter gerilimine (UGF) bağlıdır. Nominal akımdaki toplam gerilim düşümü yaklaşık 3–3,5 volttur. 21  GÜÇ ELEKTRONİĞİ Özer Şekil 1.33 IGBT’nin kollektör emiter karakteristiği Şekil 1.34 Kollektör emiter doyma geriliminin sıcaklıkla ilişkisi 1.12.3 Güvenli Çalışma Bölgeleri IGBT’ de sekonder devrilme söz konusu olmadığı için güvenli çalışma bölgesi; kontrol edilebilen maksimum kolektör akımı, maksimum kolektör emiter gerilimi ve maksimum jonksiyon sıcaklığı ile sınırlıdır. Eğer kontrol edilebilen akımın maksimum değeri kısa bir süre için bile aşılırsa IGBT kilitlenir ve artık kapıdan kontrol edilemez. Bu durumda IGBT’nin iletimden çıkabilmesi için, tristörde olduğu gibi yük akımının belirli bir tutma akımının altına düşürülmesi veya dış bir komitasyon devresi ile kollektör emiter geriliminin yönünün değiştirilmesi gerekir. Şekil 1.35’de IGBT’ ye ait tipik bir SOA karakteristiği verilmiştir. 22  GÜÇ ELEKTRONİĞİ Özer Şekil 1.35 Bir IGBT’ye ait güvenli çalışma bölgesi 1.12.4 Sürme (Tetikleme) Devreleri IGBT’nin sürülmesi aynı MOSFET’in sürülmesi gibidir. İletime sokulup çıkarılması için kaçak kapasitelerinin şarj ve deşarj edilmesi gerekir. IGBT’de kaçak kapasiteler, aynı nominal değere sahip MOSFET’e göre oldukça düşüktür. 200 volt 500KHz’e kadar olan uygulamalarda IGBT’deki kapasitif kayıplar ihmal edilebilir düzeydedir. IGBT sürme devresinin prensip şeması Şekil 1.36 da verilmiştir. Daha önce öğrendiğiniz MOSFET sürme devrelerinden IGBT içinde yararlanılabilir. Kapı sinyal kaynağı iç direncinin yeterli olmadığı durumlarda, kapıya en az 10Ω’luk bir direncin seri olarak bağlanması gerekir. IGBT ve MOSFET’lerin sürülebilmesi için bazı entegre kapı sürücüleri geliştirilmiştir. Buna örnek olarak IR2110 kapı sürücüsünü gösterilebilir. IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) sürme açısından MOSFET gibi davranırken güç iletimi açısından bipolar transistör gibi davranır. Hem sürmesi kolay hem de, verimi yüksektir. Genelde bu tür elemanlar kıyıcı köprü devrelerde kullanılırlar. Köprünün beslendiği DC bara gerilimi çok önemlidir. Bu yüzden köprünün altındaki IGBT'leri sürmek kolaydır, fakat üst taraftaki IGBT'leri yüzdükleri için sürmek zordur. Bu nedenle üst taraftaki IGBT'lerin sürme devresini beslemek için izole ve ayrık bir besleme kaynağı gerekir. Normal MOSFET driver'lar IGBT içinde kullanılır. Önemli olan ilk olarak kıyıcı işareti üretmek (bu PWM yada fixed duty cycle olabilir), daha sonra bu işareti izole olarak (izolasyon pulse trafolarla sağlanabilir ) güç katına iletmek ve orada IGBT'yi sürmektir. Burada güzel bir konu da IGBT için sadece solid state elektronik elemanlardan ( diyot, transistor, vs) kurulu çok ucuz koruma devrelerinin olmasıdır. Ayrıca bu yüzen sürme devresi gerilim kaynağının diyot kapasite çifti ile yapılabiliyor olmasıdır. 23  GÜÇ ELEKTRONİĞİ Özer Şekil 1.36 IGBT sürme devresi prensip bağlantı şeması 1.12.5 Diğer Özellikleri ve Uygulama Alanları ve IGBT’nin Korunması IGBT’ler piyasaya ilk olarak 1983 yılında sürülmüş, o zamandan beri, anma akım gerilim değerleri büyük ölçüler de artırılmış ve karakteristikleri iyileştirilmiştir. Bugün için (600V-400A) – (1200V-300A) – (1200V-500A)’lik IGBT’ler bulmak mümkündür. Gün geçtikçe gerilim ve akım değerleri daha yükseklere çekilmektedir. IGBT’ler yüzlerce kW güç ve 500 kHz’e kadar frekanslardaki konvertörler de, BJT ve MOSFET’e göre önemli avantajlar sağlar. IGBT’ler son zamanlarda DC ve AC motorların sürülmesinde kesintisiz güç kaynaklarında (UPS), çeşitli bobin röle ve kontaktörlerin sürülmesinde yaygın olarak kullanılmaya başlamıştır. Asenkron motorların sürülmesinde kullanılan invertörler IGBT ile gerçekleştirilmekte ve anahtarlama frekansı 15–20 kHz’ e çıkarılarak gürültüsüz çalışma sağlanmaktadır. İleride birçok uygulamada BJT’nin yerine IGBT kullanılacağı düşünülmektedir. IGBT’ler BJT’ler e göre oldukça pahalıdır, fakat sürülmeleri kolaydır. Normal olarak bastırma devresi gerektirmezler ve anahtarlama kayıpları daha azdır. Bu nedenle IGBT’li konvertörlerin verimleri daha yüksek, boyutları daha küçük ve maliyetleri daha ucuzdur. IGBT’nin anahtarlama kayıpları tarafından sınırlanan, pratik olarak kullanabileceği frekans değeri, uygulama alanına göre farklılık gösterir. Örneğin darbe genişlik modülasyonlu (PWM) bir invertörde frekans yükseldikçe, iletimden çıkma sırasındaki komütasyon diyotundaki kayıplar çok artar. Bu durum IGBT’nin kullanımını 50kHz ile sınırlar. Fakat diğer uygulamalarda, örneğin yüksek frekanslı rezonans tipi invertörlerde 250 kHz civarındaki frekanslarda pratik olarak kullanılabilir. IGBT’yi anma değerleri aynı olan MOSFET ile iletimdeki kayıplar açısından karşılaştıracak olursak; 50 kHz’lik uygulamalarda IGBT’de 6 W kaybolurken MOSFET’te bu değer, 9 W’tır iletime geçme olayı sırasındaki kayıplar ise IGBT’den geçen akımın yükselme hızına bağlıdır. Örneğin 250 kHz’lik bir uygulamada IGBT için kayıp güç 0,8 W olduğu halde MOSFET’te bu kayıp ihmal edilebilecek düzeydedir. MOSFET’ten farklı olarak, IGBT’de yapısı nedeniyle ters paralel bağlı bir diyot yoktur. Kapama yönünde 5 ila 10 volt civarında bir tutma gerilimi vardır. Bu nedenle geri beslemeli invertör uygulamalarında ger ekli olan ters paralel diyotun dışarıdan bağlanması gerekir. Özellikle endüktif yükler de iletimden çıkarken aşırı dv/dt’ye karşı bir bastırma devresine ihtiyaç duyulabilir. 24  GÜÇ ELEKTRONİĞİ Özer 1.12.6 Çok Devirli Motorlarda IGBT Kullanımı Bunların dışında yüksek devir gerektiren AC ya da DC motorlarda; IGBT’lerle motor devirleri frekans değiştirilerek sıfırdan oldukça yüksek devirlere kadar kolayca ayarlanabilir. Özellikle ortopedi operasyonlarında kemik kesme işlemler inde yüksek devirli motorlar hayati önem arz etmektedir. Burada IGBT’ler frekans değiştirme ve yumuşak kalkış işlemini oldukça kolay bir şekilde yer ine getirebilmektedir. Görüldüğü gibi liste uzayıp gitmektedir. Yukarıda sayılan cihazların hem besleme hattında hem de cihazın işlem gerçekleştiren bir elemanı olarak özel yarı iletkenler biyomedikal cihazların vazgeçilmez unsurlarıdır 1.12.7 IGBT’nin AVO metre ile Kontrolü IGBT’lerin AVOmetre ile güvenilir bir ölçümünü yapmak oldukça zordur. Sürücü devresiyle tetiklenen IGBT’nin osiloskopla ölçümü daha güvenilir sonuç vermektedir. 1.12.8 IGBT’nin AC Akımda çalışması Şekil 1.37 deki devrede tek fazlı AC akımdan 3 fazlı AC akım elde edilmesi gösterilmektedir. Bu devrede bulunan birinci grup 4 adet IGBT tek fazlı AC akımı DC akıma çevirerek kondansatörü şarj etmektedir. İkinci gruptaki 6 adet IGBT’ oluşan DC gerilimi 3 fazlı AC gerilime çevirmektedir. Şekil 1.37 IGBT’nin AC akımda kullanıldığı devre 25  GÜÇ ELEKTRONİĞİ Özer 1.12.9 IGBT’in DC Akımda Çalışması Şekil 1.38 IGBT’nin DC akımda kullanıldığı devre Şekil 1.38’ deki devrede DC gerilimden yüksek frekanslı AC gerilim elde edilmesine ait prensip şeması görülmektedir. Bu devre invertörlerde kullanılan devrenin benzeridir. Burada IGBT’ler sırasıyla sürülmekte böylece yüksek frekanslı AC akım elde edilmektedir. Birinci IGBT sürüldüğünde akım endüktör bobininden geçer ek tank kondansatöründen ve ısıtma bobininden geçmektedir. Bu anda tank kondansatörü şarj olmaktadır. İkinci IGBT sürüldüğünde şarj olmuş kondansatör deşarj olurken bobinlerden ters yönlü bir akım geçmesine neden olmaktadır. Bu durum yüksek frekanslı bir AC’nin oluşmasına neden olmakta ve ısıtıcı bobinin içindeki malzemede yüksek ısı meydana getirmektedir. 26