按封裝形式:
IGBT 單管:將單個(gè) IGBT 芯片與 FRD(快速恢復(fù)二極管)芯片以分立式晶體管的形式封裝在銅框架上,封裝規(guī)模小,電流較小,適用于消費(fèi)和工業(yè)家電等對功率要求不高的場景。
IGBT 模塊:將多個(gè) IGBT 芯片與 FRD 芯片通過特定電路橋接而成的模塊化產(chǎn)品,具有更高的集成度和散熱穩(wěn)定性,常用于對功率要求較高的場合,如工業(yè)變頻器、新能源汽車等。
按內(nèi)部結(jié)構(gòu):
穿通 IGBT(PT - IGBT):發(fā)射極接觸處具有 N + 區(qū),包括 N + 緩沖層,也叫非對稱 IGBT,具有不對稱的電壓阻斷能力,其特點(diǎn)是導(dǎo)通壓降較低,但關(guān)斷速度相對較慢,適用于對導(dǎo)通損耗要求較高的應(yīng)用,如低頻、大功率的變流器。
非穿通 IGBT(NPT - IGBT):沒有額外的 N + 區(qū)域,結(jié)構(gòu)對稱性提供了對稱的擊穿電壓特性,關(guān)斷速度快,開關(guān)損耗小,但導(dǎo)通壓降相對較高,常用于高頻、開關(guān)速度要求高的場合,如開關(guān)電源、高頻逆變器等。 IGBT模塊的動(dòng)態(tài)均壓設(shè)計(jì),有效抑制多管并聯(lián)時(shí)的電壓振蕩。湖北Standard 2-packigbt模塊
新能源汽車:電機(jī)驅(qū)動(dòng):新能源汽車通常采用三相異步交流電機(jī),電池提供的直流電需要通過IGBT控制的逆變器轉(zhuǎn)換為交流電,以適應(yīng)電機(jī)的工作需求。IGBT不僅負(fù)責(zé)將直流電轉(zhuǎn)換為交流電,還參與調(diào)節(jié)電機(jī)的頻率和電壓,確保車輛的平穩(wěn)加速和減速。車載空調(diào):新能源汽車的空調(diào)系統(tǒng)依賴于IGBT來實(shí)現(xiàn)直流電到交流電的轉(zhuǎn)換,從而驅(qū)動(dòng)空調(diào)壓縮機(jī)工作。充電樁:在新能源汽車充電過程中,IGBT用于將交流電轉(zhuǎn)換為適合車載電池的直流電。例如,特斯拉的超級充電站能夠提供超過40kW的功率,將電網(wǎng)提供的交流電高效地轉(zhuǎn)換為直流電,直接為汽車電池充電。igbt模塊代理品牌IGBT模塊在高壓大電流場景中表現(xiàn)出出色的可靠性與穩(wěn)定性。
交通電氣化
電動(dòng)汽車功能:IGBT模塊是電動(dòng)汽車電機(jī)控制系統(tǒng)的重點(diǎn),將電池輸出的直流電逆變?yōu)榻涣麟?,?qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。
優(yōu)勢:影響電機(jī)的效率和響應(yīng)速度,進(jìn)而影響汽車的加速性能和續(xù)航里程。采用高性能IGBT模塊的新能源汽車,電機(jī)能量轉(zhuǎn)換效率可提升5%-10%,0-100km/h加速時(shí)間縮短1-2秒,續(xù)航里程增加10%-20%。
充電系統(tǒng)功能:無論是交流慢充還是直流快充,IGBT模塊都不可或缺。交流充電時(shí),將電網(wǎng)的交流電轉(zhuǎn)換為適合電池充電的直流電;直流快充中,實(shí)現(xiàn)對高電壓、大電流的精確控制。
優(yōu)勢:保障快速、安全充電,縮短充電時(shí)長,提升用戶體驗(yàn)。例如,配備高性能IGBT模塊的直流快充系統(tǒng),可在30分鐘內(nèi)將電量從30%充至80%。
軌道交通功能:IGBT模塊是軌道交通車輛牽引變流器和各種輔助變流器的主流電力電子器件,控制牽引電機(jī)的轉(zhuǎn)速和扭矩,實(shí)現(xiàn)列車高速運(yùn)行與準(zhǔn)確制動(dòng)。
優(yōu)勢:耐高壓、大電流,適應(yīng)高功率需求,降低能耗。
IGBT的基本結(jié)構(gòu)
IGBT由四層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)(P-N-P-N)構(gòu)成,內(nèi)部包含三個(gè)區(qū)域:
集電極(C,Collector):連接P型半導(dǎo)體層,通常接電源正極。
發(fā)射極(E,Emitter):連接N型半導(dǎo)體層,通常接電源負(fù)極或負(fù)載。
柵極(G,Gate):通過絕緣層(二氧化硅)與中間的N型漂移區(qū)隔離,用于接收控制信號。
內(nèi)部等效電路:可看作由MOSFET和GTR組合而成的復(fù)合器件,其中MOSFET驅(qū)動(dòng)GTR工作,結(jié)構(gòu)如下:
MOSFET部分:柵極電壓控制其導(dǎo)通/關(guān)斷,進(jìn)而控制GTR的基極電流。
GTR部分:在MOSFET導(dǎo)通后,負(fù)責(zé)處理大電流。 模塊支持并聯(lián)擴(kuò)容,靈活匹配不同功率等級應(yīng)用需求。
工業(yè)控制領(lǐng)域:
變頻器:IGBT模塊是變頻器的部件,用于控制交流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和運(yùn)行狀態(tài),實(shí)現(xiàn)節(jié)能和調(diào)速,廣泛應(yīng)用于風(fēng)機(jī)、水泵、壓縮機(jī)等工業(yè)設(shè)備。
逆變焊機(jī):將交流電轉(zhuǎn)換為直流電,再逆變成高頻交流電,為焊接電弧提供能量,是現(xiàn)代焊接設(shè)備的部件。
電磁感應(yīng)加熱:利用電磁感應(yīng)原理將電能轉(zhuǎn)換為熱能,用于金屬熔煉、熱處理等,具有加熱速度快、效率高的特點(diǎn)。
工業(yè)電源:為電鍍、電解、電火花加工等提供穩(wěn)定可靠的電源,滿足不同工業(yè)生產(chǎn)工藝的要求。 IGBT模塊憑借高耐壓特性,成為高壓電力轉(zhuǎn)換裝置的理想之選。溫州變頻器igbt模塊
在軌道交通領(lǐng)域,它保障牽引系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行,提升安全性。湖北Standard 2-packigbt模塊
動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)參數(shù)自適應(yīng)調(diào)節(jié)技術(shù)原理:根據(jù) IGBT 的工作狀態(tài)(如電流、溫度)實(shí)時(shí)調(diào)整驅(qū)動(dòng)電壓(Vge)和柵極電阻(Rg),優(yōu)化開關(guān)損耗與電磁兼容性(EMC)。實(shí)現(xiàn)方式:雙柵極電阻切換:開通時(shí)使用小電阻(如 1Ω)加快導(dǎo)通速度,關(guān)斷時(shí)切換至大電阻(如 10Ω)抑制電壓尖峰(dV/dt),可將關(guān)斷損耗降低 15%-20%。動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)電壓調(diào)節(jié):輕載時(shí)降低驅(qū)動(dòng)電壓(如從 + 15V 降至 + 12V)以減少柵極電荷(Qg),重載時(shí)恢復(fù)高電壓提升導(dǎo)通能力,適用于寬負(fù)載范圍的變流器(如電動(dòng)汽車 OBC)。湖北Standard 2-packigbt模塊