IGBT模塊主要由IGBT芯片、覆銅陶瓷基板(DBC基板)、鍵合線、散熱基板、二極管芯片、外殼、焊料層等部分構(gòu)成:IGBT芯片:是IGBT模塊的重要部件,位于模塊內(nèi)部的中心位置,起到變頻、逆變、變壓、功率放大、功率控制等關(guān)鍵作用,決定了IGBT模塊的基本性能和功能。其通常由不同摻雜的P型或N型半導(dǎo)體組合而成的四層半導(dǎo)體器件構(gòu)成,柵極和發(fā)射極在芯片上方(正面),集電極在下方(背面),芯片厚度較薄,一般為200μm左右。為保證IGBT芯片之間的均流效果,在每個芯片的柵極內(nèi)部還會集成一個電阻。英飛凌、三菱、安森美等國外企業(yè)在全球IGBT市場競爭中占重要地位。麗水igbt模塊是什么
電流傳感器檢測法原理:利用電流傳感器(如霍爾電流傳感器、羅氏線圈等)對 IGBT 模塊的主回路電流進行實時檢測。電流傳感器將主回路中的電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號,該電壓信號與設(shè)定的過流閾值進行比較。當(dāng)檢測到的電壓信號超過閾值時,說明 IGBT 出現(xiàn)過流情況。特點:檢測精度高,能夠?qū)崟r反映主回路電流的變化,可快速檢測到過流故障。但需要額外的電流傳感器及相應(yīng)的信號處理電路,增加了成本和電路復(fù)雜度。
IGBT 內(nèi)置電流檢測法原理:一些 IGBT 模塊內(nèi)部集成了電流檢測功能,通常是利用 IGBT 導(dǎo)通時的飽和壓降與電流的關(guān)系來間接檢測電流。當(dāng) IGBT 出現(xiàn)過流時,其飽和壓降會相應(yīng)增大,通過檢測這個飽和壓降的變化來判斷是否發(fā)生過流。特點:無需額外的電流傳感器,減少了外部電路的復(fù)雜性和成本。但檢測精度相對電流傳感器檢測法可能略低,且不同 IGBT 模塊的飽和壓降特性存在差異,需要進行精確的校準(zhǔn)和匹配。 廣東igbt模塊批發(fā)廠家IGBT模塊市場高度集中,國內(nèi)企業(yè)加速發(fā)展促進國產(chǎn)替代。
覆銅陶瓷基板(DBC基板):主要由中間的陶瓷絕緣層以及上下兩面的覆銅層組成,類似于2層PCB電路板,但中間的絕緣材料是陶瓷而非PCB常用的FR4。它起到絕緣、導(dǎo)熱和機械支撐的作用,既能保證IGBT芯片與散熱基板之間的電絕緣,又能將IGBT芯片工作時產(chǎn)生的熱量快速傳導(dǎo)出去,同時為電路線路提供支撐和繪制的基礎(chǔ),覆銅層上可刻蝕出各種圖形用于繪制電路線路。鍵合線:用于實現(xiàn)IGBT模塊內(nèi)部的電氣互聯(lián),連接IGBT芯片、二極管芯片、焊點以及其他部件,常見的有鋁線和銅線兩種。鋁線鍵合工藝成熟、成本低,但電學(xué)和熱力學(xué)性能較差,膨脹系數(shù)失配大,會影響IGBT的使用壽命;銅線鍵合工藝具有優(yōu)良的電學(xué)和熱力學(xué)性能,可靠性高,適用于高功率密度和高效散熱的模塊。
電機調(diào)速與控制:在洗衣機中,IGBT 模塊用于控制電機的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。不同的洗滌模式(如輕柔洗、強力洗、脫水等)對電機的運行要求不同,IGBT 模塊能夠根據(jù)程序設(shè)定,精確調(diào)整電機的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向,實現(xiàn)多樣化的洗滌功能。例如,在輕柔洗模式下,電機低速運轉(zhuǎn),避免對衣物造成損傷;在脫水模式下,電機高速旋轉(zhuǎn),快速去除衣物中的水分。節(jié)能與靜音:通過精確控制電機,IGBT 模塊可以使洗衣機在運行過程中更加節(jié)能,同時減少電機運行時產(chǎn)生的噪音,為用戶創(chuàng)造安靜的使用環(huán)境。IGBT模塊通過優(yōu)化封裝結(jié)構(gòu)設(shè)計和芯片,實現(xiàn)高功率密度。
可靠性高高電壓大電流承受能力:新能源汽車的電池系統(tǒng)通常具有較高的電壓和較大的電流,IGBT 模塊能夠承受高電壓和大電流,保證在車輛正常運行和極端工況下都能穩(wěn)定工作。例如,一些電動汽車的電池電壓可達幾百伏,IGBT 模塊需要具備相應(yīng)的耐壓能力,以確保系統(tǒng)的安全性和可靠性?闺姶鸥蓴_能力:新能源汽車內(nèi)部存在復(fù)雜的電磁環(huán)境,各種電子設(shè)備和電路會產(chǎn)生電磁干擾。IGBT 模塊具有良好的抗電磁干擾能力,能夠在這種環(huán)境下穩(wěn)定工作,不會因電磁干擾而出現(xiàn)誤動作或性能下降的情況,保障了車輛電子系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。新材料的應(yīng)用將推動IGBT模塊性能的提升和成本的降低。浦東新區(qū)igbt模塊批發(fā)廠家
中國IGBT市場規(guī)模巨大,但自給率不足,國產(chǎn)替代空間廣闊。麗水igbt模塊是什么
按封裝形式:
IGBT 單管:將單個 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,適用于消費和工業(yè)家電等對功率要求不高的場景。
IGBT 模塊:將多個 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。 麗水igbt模塊是什么