結合應用環境和散熱條件環境溫度和濕度:如果變頻器應用環境溫度較高或濕度較大,需要選擇具有良好散熱性能和防潮能力的IGBT模塊。一些IGBT模塊采用了特殊的封裝材料和散熱結構,能夠在惡劣的環境條件下正常工作。例如,在高溫環境下,可選擇散熱系數較大、熱阻較小的IGBT模塊,并配備高效的散熱裝置。散熱方式:常見的散熱方式有風冷、水冷和熱管散熱等。不同的散熱方式對IGBT模塊的散熱效果和安裝空間有不同的要求。風冷散熱結構簡單、成本低,但散熱效率相對較低,適用于功率較小的變頻器;水冷散熱效率高,但系統復雜、成本較高,適用于大功率變頻器;熱管散熱則結合了風冷和水冷的優點,具有較高的散熱效率和較小的體積,適用于對空間和散熱要求都較高的場合。在選擇IGBT模塊時,需要根據變頻器的功率和實際的散熱條件來確定合適的散熱方式。IGBT模塊是電力電子裝置的重要器件,被譽為“CPU”。杭州電焊機igbt模塊
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換為電壓信號,該電壓信號與設定的過流閾值進行比較。當檢測到的電壓信號超過閾值時,說明 IGBT 出現過流情況。特點:檢測精度高,能夠實時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的信號處理電路,增加了成本和電路復雜度。
IGBT 內置電流檢測法原理:一些 IGBT 模塊內部集成了電流檢測功能,通常是利用 IGBT 導通時的飽和壓降與電流的關系來間接檢測電流。當 IGBT 出現過流時,其飽和壓降會相應增大,通過檢測這個飽和壓降的變化來判斷是否發生過流。特點:無需額外的電流傳感器,減少了外部電路的復雜性和成本。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和匹配。 閔行區Standard 2-packigbt模塊SiC和GaN等第三代半導體材料成為IGBT技術發展的新動力源。
基本結構芯片層面:IGBT模塊內部主要包含IGBT芯片和FWD芯片。IGBT芯片是部分,它由輸入級的MOSFET(金屬-氧化物-半導體場效應晶體管)和輸出級的雙極型晶體管(BJT)組成,結合了MOSFET的高輸入阻抗、低驅動功率和BJT的低導通壓降、大電流處理能力的優點。FWD芯片則主要用于提供反向電流通路,在電路中起到續流等作用,防止出現反向電壓損壞IGBT等情況。封裝層面:通常采用多層結構進行封裝。內層是芯片,通過金屬鍵合線將芯片的電極與封裝內部的引線框架連接起來,實現電氣連接。然后,使用絕緣材料將芯片和引線框架進行隔離,保證電氣絕緣性能。外部則是塑料或陶瓷等材質的外殼,起到保護內部芯片和引線框架的作用,同時也便于安裝和固定在電路板或其他設備上。
應用場景工業驅動:如電機驅動系統,需要IGBT模塊具有高可靠性、高電流承載能力和良好的散熱性能。對于大功率電機驅動,可能需要選擇大電流、高電壓等級的IGBT模塊,并且要考慮模塊的短路耐受能力和過流保護功能。新能源發電:在太陽能光伏逆變器和風力發電變流器中,IGBT模塊需要具備高效率、低損耗的特點,以提高發電效率。同時,由于新能源發電的輸入電壓和輸出功率會有較大變化,還需要IGBT模塊有較寬的電壓和功率適應范圍。電動汽車:車載充電器和驅動電機控制器對IGBT模塊的要求非常高,不僅需要高電壓、大電流的IGBT來滿足車輛的動力需求,還要求模塊具有高可靠性、高開關頻率和低電磁干擾特性,以保證車輛的性能和安全性。IGBT模塊國產化態勢明顯,國產替代迎來發展機遇。
按芯片技術分類平面型IGBT模塊:是較早出現的技術,其芯片結構簡單,成本相對較低,但在性能上有一定局限性,如開關速度、通態壓降等方面。常用于一些對性能要求不是特別高、成本敏感的應用場景,像普通的工業加熱設備等。溝槽型IGBT模塊:采用溝槽結構來增加芯片的有效面積,提高了電流密度,降低了通態壓降,同時開關速度也有所提升。在新能源汽車、光伏等對效率和性能要求較高的領域應用多樣,能有效提高系統的效率和功率密度。場截止型IGBT模塊:通過在芯片內部設置場截止層,優化了IGBT的關斷特性,減少了關斷損耗,提高了模塊的開關頻率和效率。適用于高頻、高壓、大功率的應用場合,如高壓變頻器、風力發電變流器等。中國IGBT市場規模巨大,但自給率不足,國產替代空間廣闊。上海igbt模塊PIM功率集成模塊
IGBT模塊出廠前進行功能測試,包括電氣性能、絕緣測試等。杭州電焊機igbt模塊
應用領域工業領域:在各種電機驅動系統中,如風機、水泵、電梯等的變頻調速系統,IGBT模塊用于將固定頻率的交流電轉換為可變頻率的交流電,實現對電機轉速的精確控制,達到節能和優化運行的目的。此外,在電焊機中,IGBT模塊用于實現對焊接電流和電壓的精確控制,提高焊接質量和效率。新能源領域:在太陽能光伏發電系統和風力發電系統中,IGBT模塊用于將太陽能電池或風力發電機產生的直流電轉換為交流電,并入電網。在電動汽車中,IGBT模塊是車載充電器和驅動電機控制器的部件,用于控制電池與電機之間的電能轉換,實現車輛的加速、減速和能量回收等功能。家電領域:在變頻空調、變頻冰箱等家電產品中,IGBT模塊用于實現對壓縮機電機的變頻控制,使家電能夠根據實際負荷自動調整運行功率,達到節能和舒適的效果。杭州電焊機igbt模塊