Falownik - urządzenie elektryczne zamieniające prąd stały, którym jest zasilane, na prąd przemienny o regulowanej częstotliwości wyjściowej. Jeśli w falowniku zastosuje się modulację szerokości impulsów oznaczaną w języku polskim skrótem MSI a w języku angielskim PWM (Pulse Width Modulation) to równocześnie ze zmianą częstotliwości można regulować wartość napięcia wyjściowego.

Falowniki służą głównie do regulacji prędkości obrotowej silników elektrycznych prądu przemiennego. Mają obecnie bardzo szerokie zastosowanie w budowie maszyn, pozwalając m.in. na łagodny rozruch ciężkich maszyn lub na dostosowywanie wydajności maszyn do pozostałych urządzeń w linii produkcyjnej. Także chętnie stosowane w urządzeniach AGD np. do zmiany prędkości obrotowej bębna pralki podczas prania i wirowania. Oprócz tego falowniki stanowią element składowy niektórych zasilaczy impulsowych. Dawniej stosowane były falowniki tyrystorowe. W chwili obecnej falowniki budowane są przy wykorzystaniu tranzystorów IGBT lub tranzystorów polowych. W zależności od rodzaju źródła zasilania falownika wyróżnia się: falowniki napięcia - zasilane ze źródła napięciowego - na wejściu falownika jest kondensator ew. bateria kondensatorów o dużej pojemności,

falowniki prądu - zasilane ze źródła prądowego - na wejściu falownika prądu jest dławik. Falowniki zasilane są często z sieci prądu przemiennego przez niesterowany prostownik diodowy lub sterowany prostownik tyrystorowy ew. prostownik tranzystorowy. Taki układ, czyli prostownik + falownik + obwód pośredniczący z kondensatorem (dla falownika napięcia) lub dławikiem (dla falownika prądu), nazywany jest przetwornicą częstotliwości, inwerterem (inwertorem).

Zasilacz impulsowy, zasilacz beztransformatorowy - składa się z przetwornicy częstotliwości zamieniającej napięcie wejściowe (np. 230V) na żądane napięcie wyjściowe (np. 12V). Napięcie to jest prostowane przez diodę (prostownik półokresowy), lub mostek Graetza składający się z czterech diod (prostownik pełnookresowy). Wyprostowane napięcie może być wygładzone przez specjalne filtry składające się z cewki, opornika, dławika i kondensatorów elektrolitycznych. Zazwyczaj zasilacze impulsowe posiadają również specjalne układy stabilizacyjne, zabezpieczenia przeciwzwarciowe i przeciwprzepięciowe.

MOSFET (Metal-Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor) - technologia produkcji tranzystorów polowych i obwodów układów scalonych. Jest to aktualnie podstawowa technologia produkcji większości układów scalonych stosowanych w komputerach i stanowi element technologii CMOS.

W technologii MOSFET tranzystory są produkowane w formie trzech warstw. Dolna warstwa to płytka wycięta z monokryształu krzemu lub krzemu domieszkowanego germanem. Na płytkę tę napyla się bardzo cienką warstę krzemionki lub innego tlenku metalu lub półmetalu, która pełni funkcję izolatora. Warstwa ta musi być ciągła (bez dziur), ale jak najcieńsza. Obecnie w najbardziej zaawansowanych technologicznie procesorach warstwa ta ma grubość pięciu cząsteczek tlenku. Na warstwę tlenku napyla się z kolei bardzo cienką warstwę dobrze przewodzącego metalu (np. złota). Układ trzech warstw tworzy prosty tranzystor lub pojedynczą bramkę logiczną układu procesora.

IGBT (ang. Insulated Gate Bipolar Transistor) - tranzystor bipolarny z izolowaną bramką. Jest to element półprzewodnikowy mocy używany w przekształtnikach energoelektronicznych o mocach do kilkuset kilowatów.

Łączy zalety dwóch typów tranzystorów: łatwość sterowania tranzystorów polowych i wysokie napięcie przebicia oraz szybkość przełączania tranzystorów bipolarnych; jest wykorzystywany m.in. w falownikach jako łącznik, umożliwia załączanie prądów do 1 kA i blokowanie napięć do 6 kV.

Zasadę działania tranzystora IGBT najlepiej jest prześledzić, korzystając ze schematu zastępczego zamieszczonego obok tego tekstu. Najpopularniejszy sposób oznaczania IGBT to symbol tranzystora bipolarnego npn, w którym emiter oznaczony jest jako kolektor, a połączenie kolektora i drenu nosi nazwę emitera (symbol środkowy z rysunku). Sposób połączenia występujący na schemacie zastępczym przypomina tranzystor bipolarny Darlingtona. Tranzystor MOSFET steruje bazą tranzystora bipolarnego pnp zapewniając szybkie przechodzenie od stanu blokowania do przewodzenia i na odwrót. Jednakże w odróżnieniu od układu Darlingtona, w tranzystorze IGBT największa część prądu drenu płynie przez kanał tranzystora MOSFET.Stan blokowania IGBT występuje gdy napięcie między bramką a źródłem jest niższe od wartości progowej Ugs(th), wielkości znanej z tranzystora MOSFET. Dołączone napięcie dren-źródło powoduje przepływ bardzo małego prądu upływu ( Leakage current ). Kiedy napięcie bramka-źródło przekroczy wartość progową Ugs(th)tranzystora MOSFET struktury IGBT to zaczyna on przewodzić - płynie prąd drenu określony napięciem kolektor-emiter oraz wartością napięcia sterującego Uge.

KLUCZ TRANZYSTOROWY (OBC rl)

---