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(duì)功率要求不高的場(chǎng)景。
IGBT 模塊:將多個(gè) IGBT 芯片與 FRD 芯片通過(guò)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(duì)功率要求較高的場(chǎng)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(duì)稱 IGBT,具有不對(duì)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(duì)較慢,適用于對(duì)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(méi)有額外的 N + 區(qū)域,結(jié)構(gòu)對(duì)稱性提供了對(duì)稱的擊穿電壓特性,關(guān)斷速度快,開(kāi)關(guān)損耗小,但導(dǎo)通壓降相對(duì)較高,常用于高頻、開(kāi)關(guān)速度要求高的場(chǎng)合,如開(kāi)關(guān)電源、高頻逆變器等。 模塊結(jié)構(gòu)緊湊,節(jié)省安裝空間,降低系統(tǒng)集成成本。四川Standard 2-packigbt模塊
新能源發(fā)電:
風(fēng)力發(fā)電:
變頻交流電轉(zhuǎn)換:風(fēng)力發(fā)電機(jī)捕獲風(fēng)能之后,產(chǎn)生的電能頻率和電壓不穩(wěn)定,IGBT模塊用于變流器中,將不穩(wěn)定的電能轉(zhuǎn)換為符合電網(wǎng)要求的交流電,實(shí)現(xiàn)與電網(wǎng)的穩(wěn)定并網(wǎng)。
最大功率追蹤:通過(guò)精確控制,可實(shí)現(xiàn)最大功率追蹤,提高風(fēng)能的利用率,同時(shí)保障電力平穩(wěn)并入電網(wǎng),減少對(duì)電網(wǎng)的沖擊。
適應(yīng)不同機(jī)組類型:可用于直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組,直接連接發(fā)電機(jī)與電網(wǎng),實(shí)現(xiàn)電機(jī)的最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT),提升發(fā)電效率。 嘉興變頻器igbt模塊智能電網(wǎng)建設(shè)中,它助力實(shí)現(xiàn)電能高效傳輸與智能分配。
高效率:
IGBT具有較低的導(dǎo)通電阻,可實(shí)現(xiàn)高效率的功率調(diào)節(jié),增加設(shè)備效率。在新能源發(fā)電領(lǐng)域,如光伏電站中,IGBT模塊應(yīng)用于光伏逆變器,能把光伏板產(chǎn)生的直流電高效轉(zhuǎn)換為交流電,實(shí)現(xiàn)與電網(wǎng)的對(duì)接。其可根據(jù)光照強(qiáng)度等條件實(shí)時(shí)調(diào)整工作狀態(tài),提高發(fā)電效率,降低發(fā)電成本,助力光伏發(fā)電的大規(guī)模應(yīng)用。
高速開(kāi)關(guān):
IGBT可在短時(shí)間內(nèi)完成開(kāi)關(guān)操作,能在高頻電路中使用,提高系統(tǒng)性能。在新能源汽車的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中,IGBT模塊作為主要部件,車輛行駛時(shí),電池輸出的直流電需通過(guò)IGBT模塊逆變?yōu)榻涣麟娨则?qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。IGBT的高速開(kāi)關(guān)特性使其能快速響應(yīng)電機(jī)控制需求,實(shí)現(xiàn)電機(jī)的高效運(yùn)轉(zhuǎn),保障汽車的加速性能和動(dòng)力輸出。
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(jī)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(shí)產(chǎn)生的熱量快速傳導(dǎo)出去,同時(shí)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(shí)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(diǎn)以及其他部件,常見(jiàn)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(huì)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。其抗雪崩能力突出,能在瞬態(tài)過(guò)壓時(shí)保護(hù)器件免受損壞。
智能 IGBT(i-IGBT)模塊化設(shè)計(jì)集成功能:在模塊內(nèi)部集成溫度傳感器(如集成式 NTC)、電流傳感器(如磁阻式)和驅(qū)動(dòng)芯片,通過(guò)內(nèi)置微控制器(MCU)實(shí)現(xiàn)本地閉環(huán)控制(如自動(dòng)調(diào)整柵極電阻抑制振蕩)。通信接口:支持 SPI、CAN 等總線協(xié)議,與系統(tǒng)主控實(shí)時(shí)交互狀態(tài)數(shù)據(jù)(如Tj、Vce),實(shí)現(xiàn)全局協(xié)同控制(如多模塊并聯(lián)時(shí)的均流調(diào)節(jié))。
多芯片并聯(lián)與均流技術(shù)硬件均流方法:柵極電阻匹配:選擇阻值公差<5% 的柵極電阻,結(jié)合動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)技術(shù),使并聯(lián) IGBT 的開(kāi)關(guān)時(shí)間偏差<5%。電感均流網(wǎng)絡(luò):在發(fā)射極串聯(lián)小電感(如 10nH),抑制動(dòng)態(tài)電流不均衡(不均衡度可從 15% 降至 5% 以下),適用于兆瓦級(jí)變流器(如風(fēng)電變流器)。 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。閔行區(qū)6-pack六單元igbt模塊
IGBT模塊的并聯(lián)技術(shù)成熟,可輕松擴(kuò)展系統(tǒng)功率等級(jí)。四川Standard 2-packigbt模塊
高壓直流輸電(HVDC):在高壓直流輸電系統(tǒng)中,IGBT 模塊組成的換流器實(shí)現(xiàn)交流電與直流電之間的轉(zhuǎn)換。將送端交流系統(tǒng)的電能轉(zhuǎn)換為高壓直流電進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸,在受端再將直流電轉(zhuǎn)換為交流電接入當(dāng)?shù)亟涣麟娋W(wǎng)。與傳統(tǒng)的交流輸電相比,高壓直流輸電具有輸電損耗小、輸送容量大、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn),IGBT 模塊的高性能保證了換流過(guò)程的高效和可靠。
柔性的交流輸電系統(tǒng)(FACTS):包括靜止無(wú)功補(bǔ)償器(SVC)、靜止同步補(bǔ)償器(STATCOM)等設(shè)備,IGBT 模塊在其中起到快速調(diào)節(jié)電力系統(tǒng)無(wú)功功率的作用,能夠動(dòng)態(tài)補(bǔ)償電網(wǎng)中的無(wú)功功率,穩(wěn)定電網(wǎng)電壓,提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和輸電能力。 四川Standard 2-packigbt模塊