En un UPS de doble conversión y en un inversor, el módulo IGBT está en la etapa que convierte la corriente directa en corriente alterna. Si el equipo se va a bypass, marca falla de inversor o no entrega salida con las baterías, esa etapa es una de las que se revisan. Esta página explica cómo trabaja, qué clases de voltaje se usan y cómo identificar el módulo.
Cómo trabaja un UPS de doble conversión
Fuji lo describe en tres bloques. El rectificador convierte la CA de la línea en CD y carga la batería. El inversor convierte esa CD otra vez en CA para alimentar la carga. La batería da la energía cuando falta la línea: entonces alimenta el bus de CD y el inversor sigue entregando salida a la carga. El IGBT de potencia del inversor es quien produce la CA de salida, así que trabaja siempre que el equipo está en línea.
Un inversor solar sigue la misma idea con otra fuente: Infineon explica que en los inversores de cadena se usan módulos IGBT, y que la topología de tres niveles es muy usada por su mayor eficiencia.
Qué clases de voltaje se usan
En un UPS, Fuji dice que el voltaje de conmutación es el del bus de CD completo, generalmente de 600 a 800 V de CD, y que eso exige IGBT de 1200 V para reducir el esfuerzo de voltaje. También describe una variante de tres niveles que usa IGBT de 600 V en serie, cuatro por rama. Conclusión práctica: en estos equipos se encuentran módulos de 600 V y de 1200 V. Lee el voltaje del módulo original y cámbialo solo por la misma clase.
La hoja de datos del SKM400GB124D lista entre sus aplicaciones típicas los variadores y los UPS. Es un medio puente de 1200 V. Un módulo de 600 V de dos interruptores del catálogo es el BSM200GB60DLC.
Un ejemplo de hoja de datos
La hoja del SKM400GB124D resume lo que se pide a un módulo de este uso. Sus características: entrada de compuerta controlada por voltaje, caja de baja inductancia, capacidad alta de corto circuito con corriente que se limita a 6 veces la nominal, sin enganche (latch-up) y diodos inversos rápidos y suaves. En aplicaciones típicas lista conmutación, variadores e inversores, y UPS. Aclara que es para conmutar, no para uso lineal.
Con transformador o sin transformador
Fuji explica que un UPS puede usar un transformador a la salida, con un bus de CD de unos 600 V, o trabajar sin transformador con un bus de 800 V y un convertidor elevador entre la batería y el bus. El bus cambia, y con él el voltaje del módulo que conviene. En ambos casos la eficiencia depende del IGBT, de la frecuencia de conmutación y de las pérdidas del filtro de salida.
Dos niveles o tres niveles
| Inversor | Qué cambia |
|---|---|
| Dos niveles | Conmuta entre +Vdc y -Vdc. Pérdidas de conducción menores y pérdidas de conmutación mayores. |
| Tres niveles | Conmuta entre +Vdc/2, 0 y -Vdc/2. Menores pérdidas de conmutación y mayores de conducción. |
Esto importa al pedir un módulo: un equipo de tres niveles puede usar módulos con un circuito distinto al de uno de dos niveles. Compara siempre el dibujo del circuito de la hoja de datos con tu módulo.
Qué dice el código de un módulo de tres niveles
En la tabla de Infineon, el prefijo F3L es un módulo de tres niveles de una rama y FS3L es un puente trifásico de tres niveles. Para inversores solares de cadena con campos de 1000 V, Infineon prefiere la topología de tres niveles tipo NPC. Si tu inversor es de tres niveles, lee el prefijo del código antes de buscar el reemplazo.
Cómo identificar el módulo de tu UPS o inversor
- Seguridad. Personal calificado. Un UPS sigue con voltaje aunque lo desconectes de la línea, porque la batería y el bus mantienen carga. Sigue el procedimiento del fabricante y lee el aviso de Cómo probar un módulo IGBT.
- Ubica la etapa del inversor. Está en el disipador, junto a la tarjeta driver y los capacitores del bus.
- Lee el código. Cómo leer el código de un módulo IGBT explica cada parte.
- Anota el modelo y la capacidad del equipo. Salen de su placa de datos.
- Manda el código y fotos. Con eso se confirma disponibilidad, precio y entrega.
Qué revisar además del módulo
El calor, el driver y el desgaste por ciclos de temperatura afectan a cualquier módulo IGBT, sea de un variador, de un UPS o de un inversor. Fallas comunes de IGBT en variadores lista los puntos que se aplican igual. Si buscas una pieza de reemplazo, Cómo elegir un módulo IGBT dice qué comparar. En el catálogo hay también módulos de las series de Semikron, como el SKIIP85UPS06 y el SKIIP603GB123CT: compara su hoja de datos con tu equipo antes de pedirlos.
Guías relacionadas
El voltaje del bus decide la clase del módulo: lo vemos en módulos IGBT de 600 V, 1200 V y 1700 V. Los circuitos de dos y tres niveles se explican mejor con configuraciones de módulos IGBT, y si el módulo falló, con por qué falla un módulo IGBT. Para las marcas, revisa Infineon, Fuji Electric y el catálogo de módulos IGBT, o cotiza desde https://digitecparts.com/modulos-igbt/.
