工業(yè)領(lǐng)域電機(jī)驅(qū)動(dòng):在各種工業(yè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中,IGBT模塊是主要功率器件。它可以實(shí)現(xiàn)對電機(jī)的精確調(diào)速和控制,提高電機(jī)的運(yùn)行效率,降低能耗。例如,在機(jī)床、風(fēng)機(jī)、水泵等設(shè)備的電機(jī)驅(qū)動(dòng)中,使用IGBT模塊的變頻調(diào)速系統(tǒng)能夠根據(jù)實(shí)際負(fù)載需求實(shí)時(shí)調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速,節(jié)約能源可達(dá)30%-50%。感應(yīng)加熱:IGBT模塊廣泛應(yīng)用于金屬熔煉、熱處理、焊接等感應(yīng)加熱設(shè)備中。它能夠?qū)⒐ゎl交流電轉(zhuǎn)換為高頻交流電,通過電磁感應(yīng)原理使金屬工件產(chǎn)生渦流發(fā)熱,具有加熱速度快、效率高、控制精度高、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。中國IGBT市場規(guī)模增速快,復(fù)合增速高于全球平均水平。楊浦區(qū)igbt模塊IGBT IPM智能型功率模塊
基本結(jié)構(gòu)芯片層面:IGBT模塊內(nèi)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(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)和輸出級的雙極型晶體管(BJT)組成,結(jié)合了MOSFET的高輸入阻抗、低驅(qū)動(dòng)功率和BJT的低導(dǎo)通壓降、大電流處理能力的優(yōu)點(diǎn)。FWD芯片則主要用于提供反向電流通路,在電路中起到續(xù)流等作用,防止出現(xiàn)反向電壓損壞IGBT等情況。封裝層面:通常采用多層結(jié)構(gòu)進(jìn)行封裝。內(nèi)層是芯片,通過金屬鍵合線將芯片的電極與封裝內(nèi)部的引線框架連接起來,實(shí)現(xiàn)電氣連接。然后,使用絕緣材料將芯片和引線框架進(jìn)行隔離,保證電氣絕緣性能。外部則是塑料或陶瓷等材質(zhì)的外殼,起到保護(hù)內(nèi)部芯片和引線框架的作用,同時(shí)也便于安裝和固定在電路板或其他設(shè)備上。成都富士igbt模塊IGBT模塊在航空航天領(lǐng)域作為高功率開關(guān)元件。
考慮IGBT模塊的性能參數(shù)開關(guān)特性:開關(guān)速度是IGBT模塊的重要性能指標(biāo)之一,包括開通時(shí)間和關(guān)斷時(shí)間。較快的開關(guān)速度可以降低開關(guān)損耗,提高變頻器的效率,但也可能會增加電磁干擾(EMI)。因此,需要在開關(guān)速度和EMI之間進(jìn)行權(quán)衡。一般來說,對于高頻運(yùn)行的變頻器,應(yīng)選擇開關(guān)速度較快的IGBT模塊;而對于對EMI要求較高的場合,則需要適當(dāng)降低開關(guān)速度或采取相應(yīng)的EMI抑制措施。導(dǎo)通壓降:導(dǎo)通壓降越小,IGBT模塊在導(dǎo)通狀態(tài)下的功率損耗就越小,效率也就越高。在長時(shí)間連續(xù)運(yùn)行的變頻器中,選擇導(dǎo)通壓降小的IGBT模塊可以降低能耗,提高系統(tǒng)的可靠性。短路耐受能力:IGBT模塊應(yīng)具備一定的短路耐受時(shí)間,以應(yīng)對變頻器可能出現(xiàn)的短路故障。一般要求IGBT模塊在短路時(shí)能夠承受數(shù)微秒到幾十微秒的短路電流而不損壞,這樣可以為保護(hù)電路提供足夠的時(shí)間來切斷故障電流,避免IGBT模塊因短路而損壞。
按電流容量分類小電流IGBT模塊:通常電流容量在幾十安培以下,適用于小型電子設(shè)備、儀器儀表等。比如一些小型的實(shí)驗(yàn)設(shè)備、便攜式電子工具中的電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分,會采用小電流IGBT模塊來進(jìn)行精確的小功率控制。中電流IGBT模塊:電流容量一般在幾十安培到幾百安培之間,常用于工業(yè)自動(dòng)化、電動(dòng)汽車的輔助系統(tǒng)等。在電動(dòng)汽車中,諸如空調(diào)壓縮機(jī)、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等輔助設(shè)備,常采用中電流IGBT模塊來控制電機(jī)的運(yùn)行。大電流IGBT模塊:電流容量可達(dá)幾百安培以上,主要用于大功率的電機(jī)驅(qū)動(dòng)、大型電力設(shè)備等。例如在大型的礦山機(jī)械、冶金行業(yè)的大型電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中,需要大電流IGBT模塊來提供強(qiáng)大的動(dòng)力輸出。IGBT模塊是汽車電子系統(tǒng)的重要部件,提供驅(qū)動(dòng)和控制能力。
變頻壓縮機(jī)控制:在變頻空調(diào)中,IGBT 模塊是部件之一,用于控制壓縮機(jī)的電機(jī)。傳統(tǒng)定頻空調(diào)壓縮機(jī)只能以固定轉(zhuǎn)速運(yùn)行,而變頻空調(diào)借助 IGBT 模塊,可將輸入的交流電轉(zhuǎn)換為頻率和電壓可變的電源,精確調(diào)節(jié)壓縮機(jī)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。當(dāng)室內(nèi)溫度接近設(shè)定溫度時(shí),壓縮機(jī)可以低速運(yùn)行,維持室內(nèi)溫度穩(wěn)定,避免頻繁啟停造成的能量損耗和溫度波動(dòng)。一般來說,變頻空調(diào)相比定頻空調(diào)可節(jié)能 30% - 50%。改善舒適性:通過 IGBT 模塊實(shí)現(xiàn)的調(diào)速,還能使空調(diào)的制冷或制熱速度更快,溫度調(diào)節(jié)更加平滑,減少室內(nèi)溫度的大幅變化,為用戶提供更舒適的使用體驗(yàn)。此外,還能降低空調(diào)運(yùn)行時(shí)的噪音,提升整體的使用感受。未來,IGBT模塊行業(yè)將迎來更加廣闊的發(fā)展空間和機(jī)遇。普陀區(qū)英飛凌igbt模塊
IGBT模塊具有節(jié)能、安裝維修方便、散熱穩(wěn)定等特點(diǎn)。楊浦區(qū)igbt模塊IGBT IPM智能型功率模塊
依據(jù)IGBT模塊特性參數(shù)匹配:IGBT的柵極電容、閾值電壓、比較大柵極電壓等參數(shù)決定了驅(qū)動(dòng)電路的輸出特性。例如,對于柵極電容較大的IGBT,需要驅(qū)動(dòng)電路能提供較大的充電和放電電流,以確保IGBT快速導(dǎo)通和關(guān)斷,可選擇具有低輸出阻抗的驅(qū)動(dòng)芯片來滿足要求。開關(guān)速度:若IGBT需要在高頻下工作,要求驅(qū)動(dòng)電路能夠提供快速的上升沿和下降沿,以減少開關(guān)損耗。一般可采用高速光耦或磁耦隔離的驅(qū)動(dòng)電路,它們能實(shí)現(xiàn)信號的快速傳輸,使IGBT的開關(guān)速度達(dá)到比較好狀態(tài)。楊浦區(qū)igbt模塊IGBT IPM智能型功率模塊