IGBT 模塊通過 MOSFET 的電壓驅(qū)動控制 GTR 的大電流導(dǎo)通,兼具 高輸入阻抗、低導(dǎo)通損耗、耐高壓 的特點,成為工業(yè)自動化、新能源、電力電子等領(lǐng)域的重要器件。其主要的工作原理是利用電壓信號高效控制功率傳輸,同時通過結(jié)構(gòu)設(shè)計平衡開關(guān)速度與損耗,滿足不同場景的需求。
以變頻器驅(qū)動電機為例,IGBT的工作流程如下:
整流階段:電網(wǎng)交流電經(jīng)二極管整流為直流電。
逆變階段:
IGBT模塊通過PWM(脈沖寬度調(diào)制)信號高頻開關(guān),將直流電逆變?yōu)轭l率可調(diào)的交流電,驅(qū)動電機變速運行。
當IGBT導(dǎo)通時,電流流向電機繞組;
當IGBT關(guān)斷時,電機電感的反向電流通過續(xù)流二極管回流,維持電流連續(xù)。
工業(yè)變頻器中,它實現(xiàn)電機準確調(diào)速,提升生產(chǎn)效率與精度。英飛凌igbt模塊代理品牌
電機驅(qū)動:在工業(yè)自動化生產(chǎn)線上,各類電機如交流異步電機、永磁同步電機的驅(qū)動系統(tǒng)常采用 IGBT 模塊。通過 IGBT 模塊精確控制電機的電壓、電流和頻率,實現(xiàn)電機的平滑調(diào)速、定位以及高效運行,廣泛應(yīng)用于機床、機器人、電梯等設(shè)備中。
變頻器:用于調(diào)節(jié)交流電機的供電頻率,從而改變電機的轉(zhuǎn)速。IGBT 模塊在變頻器中作為功率器件,實現(xiàn)直流到交流的逆變過程,能夠根據(jù)負載的變化自動調(diào)整電機的運行狀態(tài),達到節(jié)能和精確控制的目的,廣泛應(yīng)用于風機、水泵、壓縮機等設(shè)備的調(diào)速控制。 嘉興igbt模塊PIM功率集成模塊模塊設(shè)計緊湊,便于集成于各類電力電子設(shè)備中,節(jié)省空間。
散熱基板:一般由銅制成,因為銅具有良好的導(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,主要負責將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,同時還發(fā)揮機械支撐與結(jié)構(gòu)保護的作用。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IGBT芯片免受損壞。
工業(yè)控制領(lǐng)域:
變頻器:IGBT模塊是變頻器的部件,用于控制交流電動機的轉(zhuǎn)速和運行狀態(tài),實現(xiàn)節(jié)能和調(diào)速,廣泛應(yīng)用于風機、水泵、壓縮機等工業(yè)設(shè)備。
逆變焊機: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。
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。 在電動汽車領(lǐng)域,它驅(qū)動電機高效運轉(zhuǎn),提升續(xù)航里程表現(xiàn)。
工業(yè)自動化與精密制造
變頻器與伺服驅(qū)動器
電機控制:IGBT模塊通過調(diào)節(jié)輸出電壓與頻率,來實現(xiàn)電機無級調(diào)速,提升設(shè)備能效與加工精度,廣泛應(yīng)用于數(shù)控機床、機器人等領(lǐng)域。
精密加工:在半導(dǎo)體制造、3D打印等場景,IGBT模塊需支持微秒級響應(yīng)與納米級定位精度,保障產(chǎn)品質(zhì)量。
感應(yīng)加熱與焊接設(shè)備
高頻電源:IGBT模塊產(chǎn)生高頻電流(>100kHz),通過電磁感應(yīng)快速加熱金屬,應(yīng)用于熱處理、熔煉、焊接等工藝,需具備高功率密度與穩(wěn)定性。 其高開關(guān)頻率特性有效降低系統(tǒng)能耗,提升能源利用效率。嘉興igbt模塊PIM功率集成模塊
其正溫度系數(shù)特性,便于多芯片并聯(lián)時的熱管理優(yōu)化。英飛凌igbt模塊代理品牌
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:當柵極施加正電壓(通常+15V~+20V)時,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:柵極電壓降至負壓(通常-5V~-15V)或零壓時,溝道關(guān)閉,IGBT進入阻斷狀態(tài)。動態(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。 英飛凌igbt模塊代理品牌