散熱基板:一般由銅制成,因?yàn)殂~具有良好的導(dǎo)熱性,不過也有其他材料制成的基板,例如鋁碳化硅(AlSiC)等。銅基板的厚度通常在3 - 8mm。它是IGBT模塊的散熱功能結(jié)構(gòu)與通道,主要負(fù)責(zé)將IGBT芯片工作過程中產(chǎn)生的熱量快速傳遞出去,以保證模塊的正常工作溫度,同時(shí)還發(fā)揮機(jī)械支撐與結(jié)構(gòu)保護(hù)的作用。二極管芯片:通常與IGBT芯片配合使用,其電流方向與IGBT的電流方向相反。二極管芯片可以在IGBT關(guān)斷時(shí)提供續(xù)流通道,防止電流突變產(chǎn)生過高的電壓尖峰,保護(hù)IGBT芯片免受損壞。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。杭州激光電源igbt模塊
新能源發(fā)電與并網(wǎng)
光伏逆變器:將光伏板產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)換為交流電,并入電網(wǎng)。
風(fēng)力發(fā)電變流器:控制風(fēng)機(jī)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和功率輸出,實(shí)現(xiàn)高效發(fā)電。
儲(chǔ)能系統(tǒng):控制電池的充放電過程,實(shí)現(xiàn)電能的穩(wěn)定存儲(chǔ)與輸出。
交通電氣化電動(dòng)汽車(EV)與混合動(dòng)力汽車(HEV):驅(qū)動(dòng)電機(jī),實(shí)現(xiàn)加速、減速、能量回收。
充電系統(tǒng):交流慢充和直流快充的主要器件,保障快速、安全充電。
軌道交通:控制高鐵、地鐵等牽引電機(jī)的轉(zhuǎn)速和扭矩,實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)行與準(zhǔn)確制動(dòng)。 電焊機(jī)igbt模塊在軌道交通牽引系統(tǒng)中,IGBT模塊實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確動(dòng)力控制。
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(gè)芯片的柵極內(nèi)部還會(huì)集成一個(gè)電阻。
IGBT模塊(Insulated Gate Bipolar Transistor Module)是一種以絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)為構(gòu)成的功率模塊,以下從其定義、結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行介紹:
定義:IGBT模塊是電壓型控制、復(fù)合全控型功率半導(dǎo)體器件,它結(jié)合了MOSFET的高輸入阻抗和GTR(雙極型功率晶體管)的低導(dǎo)通壓降的優(yōu)點(diǎn),具有輸入阻抗大、驅(qū)動(dòng)功率小、控制電路簡單、開關(guān)損耗小、通斷速度快、工作頻率高、元件容量大等特點(diǎn)。
結(jié)構(gòu):IGBT模塊通常由多個(gè)IGBT芯片、驅(qū)動(dòng)電路、保護(hù)電路、散熱器、連接器等組成。通過內(nèi)部的絕緣隔離結(jié)構(gòu),IGBT芯片與外界隔離,以防止外界的干擾和電磁干擾。同時(shí),模塊內(nèi)部的驅(qū)動(dòng)電路和保護(hù)電路可以有效地控制和保護(hù)IGBT芯片,提高設(shè)備的可靠性和安全性。 低導(dǎo)通壓降設(shè)計(jì)減少發(fā)熱量,提升系統(tǒng)整體能效表現(xiàn)。
消費(fèi)電子與家電領(lǐng)域:
白色家電(空調(diào)、冰箱、洗衣機(jī))
應(yīng)用場景:變頻空調(diào)壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)、冰箱變頻壓縮機(jī)控制、洗衣機(jī)電機(jī)調(diào)速。
作用:相比定頻家電,節(jié)能效果(如變頻空調(diào)能效比 APF 可達(dá) 5.0 以上),運(yùn)行更平穩(wěn)、噪音更低。
電源設(shè)備(UPS、服務(wù)器電源)
應(yīng)用場景:不間斷電源(UPS)的逆變器、數(shù)據(jù)中心服務(wù)器的高效開關(guān)電源(PSU)。
作用:在 UPS 中保障停電時(shí)負(fù)載持續(xù)供電;在服務(wù)器電源中實(shí)現(xiàn)高轉(zhuǎn)換效率(90% 以上)和低發(fā)熱量,支持高密度數(shù)據(jù)中心建設(shè)。 封裝材料具備高導(dǎo)熱性,有效分散芯片工作產(chǎn)生的熱量。普陀區(qū)英飛凌igbt模塊
IGBT模塊的短路保護(hù)響應(yīng)快,可在微秒級(jí)內(nèi)切斷故障電流。杭州激光電源igbt模塊
IGBT模塊作為電力電子系統(tǒng)的重要器件,其控制方式直接影響系統(tǒng)性能(如效率、響應(yīng)速度、可靠性)。
IGBT模塊控制的主要原理IGBT模塊通過柵極電壓(Vgs)控制導(dǎo)通與關(guān)斷,其原理如下:導(dǎo)通控制:當(dāng)柵極施加正電壓(通常+15V~+20V)時(shí),IGBT內(nèi)部形成導(dǎo)電溝道,電流從集電極(C)流向發(fā)射極(E)。關(guān)斷控制:柵極電壓降至負(fù)壓(通常-5V~-15V)或零壓時(shí),溝道關(guān)閉,IGBT進(jìn)入阻斷狀態(tài)。動(dòng)態(tài)特性:通過調(diào)節(jié)柵極電壓的幅值、頻率、占空比,可控制IGBT的開關(guān)速度、導(dǎo)通損耗與關(guān)斷損耗。 杭州激光電源igbt模塊