IGBT bếp từ là gì? Vai trò IGBT trong hoạt động của bếp từ

IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) là một linh kiện bán dẫn công suất 3 cực, đóng vai trò quan trọng trong hoạt động của bếp từ. Vậy IGBT bếp từ là gì? Vai trò của IGBT trong hoạt động của bếp từ như thế nào? Hãy cùng tìm hiểu chi tiết trong bài viết dưới đây.

1. IGBT bếp từ là gì?

IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) trong bếp từ là một linh kiện bán dẫn công suất 3 cực, có vai trò như một công tắc điện tử; giúp bật/tắt và chuyển đổi mạch điện trong bếp từ để người dùng có thể dễ dàng điều khiển thiết bị.

IGBT là linh kiện điện tử quan trọng của bếp từ

Bếp từ hoạt động dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ, tạo ra dòng điện xoáy (Foucault) trong đáy nồi để sinh nhiệt. IGBT đảm nhiệm vai trò đóng ngắt dòng điện tần số cao (thường từ 20kHz đến 100kHz) để điều khiển cuộn dây tạo từ trường. Nhờ đó, bếp từ có thể gia nhiệt rất nhanh và chính xác, đồng thời giảm tổn hao điện năng.

2. Cấu tạo của IGBT bếp từ

IGBT có cấu tạo tương đương với Transistor p-n-p, với dòng base được điều khiển bằng Mosfet. Cụ thể:

Cấu tạo của IGBT bếp từ

2.1. Cảm biến nhiệt IGBT bếp từ

• Cảm biến nhiệt tích hợp trong IGBT là một thành phần quan trọng giúp giám sát nhiệt độ hoạt động của linh kiện. Khi IGBT hoạt động, nó sinh ra nhiệt do quá trình đóng ngắt dòng điện liên tục.
• Nếu nhiệt độ vượt quá ngưỡng cho phép (thường từ 90 -125°C), cảm biến sẽ gửi tín hiệu về mạch điều khiển để tự động ngắt hoặc giảm công suất; giúp bảo vệ IGBT khỏi hư hỏng do quá nhiệt.

2.2. Chân điều khiển

• Chân điều khiển, gọi là Gate (G), là nơi tiếp nhận tín hiệu điều khiển từ vi mạch trung tâm (IC điều khiển) của bếp từ.
• Khi chân Gate nhận được một điện áp kích thích thích hợp (thường từ 10–20V), nó sẽ “mở” đường dẫn dòng điện giữa hai chân còn lại (C và E).
• Chân này đóng vai trò quyết định thời điểm IGBT bật hoặc tắt, từ đó điều khiển quá trình gia nhiệt của bếp.

2.3. Chân cực thu

• Chân cực thu – Collector (C) – là nơi nhận dòng điện điện áp cao từ nguồn cấp chính. Dòng điện này sẽ đi qua IGBT khi linh kiện được kích hoạt (Gate mở) và được truyền đến tải (cuộn dây tạo từ trường).
• Collector là điểm kết nối chính trong dòng chảy công suất của mạch, thường chịu điện áp cao và công suất lớn, nên cần được tản nhiệt hiệu quả.

2.4. Chân cực phát

• Chân cực phát – Emitter (E) – là đầu ra của dòng điện khi IGBT dẫn điện. Dòng điện sau khi đi qua cuộn dây của bếp từ sẽ trở về mạch qua chân này.
• Ngoài ra, chân Emitter còn thường được nối với mạch đo điện áp và cảm biến dòng; giúp mạch điều khiển giám sát hoạt động của IGBT và đảm bảo bếp từ hoạt động ổn định, an toàn.

3. Chức năng của IGBT bếp từ

• Điều khiển dòng điện: IGBT giúp kiểm soát dòng điện chạy qua cuộn dây từ, tạo ra từ trường cảm ứng làm nóng nồi.
• Tăng hiệu suất: Giúp bếp từ hoạt động ổn định, giảm hao phí năng lượng.
• Bảo vệ mạch điện: Ngăn chặn quá nhiệt, quá tải hoặc chập mạch, tăng độ bền cho bếp.

4. Lợi ích của IGBT với bếp từ

• Hiệu suất cao và tiết kiệm năng lượng:
  • IGBT có khả năng đóng cắt nhanh, giúp giảm thiểu tổn hao năng lượng trong quá trình chuyển đổi điện.
  • Điều này giúp bếp từ hoạt động hiệu quả hơn, tiết kiệm điện năng tiêu thụ.
• Kiểm soát nhiệt độ chính xác:
  • IGBT cho phép điều chỉnh công suất của bếp từ một cách linh hoạt, giúp kiểm soát nhiệt độ nấu nướng chính xác.
  • Người dùng có thể dễ dàng điều chỉnh mức nhiệt phù hợp với từng món ăn, đảm bảo món ăn được nấu chín đều và ngon miệng.
• Tốc độ nấu nhanh:
  • Khả năng đóng cắt nhanh của IGBT giúp bếp từ gia nhiệt nhanh chóng, rút ngắn thời gian nấu nướng.
  • Điều này đặc biệt hữu ích khi cần nấu các món ăn nhanh hoặc khi có ít thời gian.
• Độ bền cao và tuổi thọ dài:
  • IGBT có khả năng chịu được điện áp và dòng điện lớn, giúp bếp từ hoạt động ổn định và bền bỉ.
  • Điều này giúp kéo dài tuổi thọ của bếp từ, giảm chi phí bảo trì và thay thế.
• An toàn khi sử dụng:
  • IGBT giúp bảo vệ mạch điện của bếp từ khỏi tình trạng quá tải hoặc quá nhiệt, đảm bảo an toàn cho người sử dụng.
  • Nhờ vậy, người dùng có thể yên tâm sử dụng bếp từ mà không lo lắng về các nguy cơ cháy nổ.
• Thiết kế nhỏ gọn:
  • IGBT có kích thước nhỏ gọn, giúp tiết kiệm không gian trong bo mạch điều khiển của bếp từ.
  • Điều này giúp bếp từ có thiết kế gọn nhẹ, dễ dàng lắp đặt và sử dụng.

5.  Các loại IGBT bếp từ phổ biến hiện nay

5.1. IGBT bếp từ Đức

• Infineon là một trong những nhà sản xuất IGBT hàng đầu thế giới.
• IGBT của Infineon được đánh giá cao về chất lượng, hiệu suất và độ bền.
• Thường được sử dụng trong các dòng bếp từ cao cấp.
• Một số model phổ biến như: IGBT bếp từ H20PR5, H20R1353…

Bếp từ Livotec dùng IGBT bếp từ Đức cao cấp

5.2. IGBT bếp từ Nhật

• Mitsubishi Electric cũng là một nhà sản xuất IGBT uy tín.
• IGBT của Mitsubishi Electric nổi tiếng với độ tin cậy và hiệu suất ổn định.

5.3. IGBT bếp từ Mỹ

• Fairchild Semiconductor (nay là On Semiconductor) cung cấp nhiều loại IGBT cho các ứng dụng khác nhau, bao gồm cả bếp từ.
• Các mã phổ biến bao gồm FGA15N120, FGA20N120, FGA25N120, FGA30N120, FGA40N120 và FGA50N120.

6. Cách đọc thông số IGBT

Dưới đây là các thông số cơ bản của IGBT thường gặp khi đọc datasheet:

• VCES: Điện áp chịu tối đa Collector–Emitter (thường 600V, 1200V…)
• IC: Dòng điện Collector định mức (ví dụ: 25A, 40A…)
• VGE(th): Ngưỡng điện áp mở Gate (thường 4–6V)
• VCE(sat): Điện áp giữa C–E khi dẫn (thường 1.5–2.5V)
• Qg: Tổng điện tích cổng – ảnh hưởng tốc độ đóng/ngắt
• Tj max: Nhiệt độ hoạt động tối đa (thường 150–175°C)
• Rth(j-c): Điện trở nhiệt từ junction đến case (°C/W)

7. Cách đo IGBT bếp từ

IGBT có cấu trúc gần giống MOSFET, nên bạn có thể kiểm tra bằng đồng hồ vạn năng số ở chế độ diode. Cách đo này giúp kiểm tra xem IGBT còn tốt hay đã hỏng (chập, đứt, rò rỉ…).

8. Bếp từ đơn Livotec sử dụng IGBT công nghệ kiểm soát dòng điện thông minh của Đức

 Bếp từ Livotec kết hợp với công nghệ IGBT của Đức không chỉ tăng cường hiệu suất nấu nướng mà còn nâng cao độ bền, kéo dài tuổi thọ sản phẩm lên gấp 5 lần.

Đặc biệt  sở hữu công nghệ nấu liu riu, lý tưởng cho các món hầm, kho, giúp món ăn thấm đều gia vị và giữ trọn dinh dưỡng. Bếp còn tích hợp 6 chế độ nấu tự động như cháo/súp, hấp, chiên, lẩu, hâm sữa, đun nước, cùng bảng điều khiển cảm ứng trượt, mang lại trải nghiệm nấu nướng tiện lợi và dễ dàng.