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。鍵合技術實現IGBT模塊的電氣連接,影響電流分布。黃浦區半導體igbt模塊
電機調速與控制:在洗衣機中,IGBT 模塊用于控制電機的轉速和轉矩。不同的洗滌模式(如輕柔洗、強力洗、脫水等)對電機的運行要求不同,IGBT 模塊能夠根據程序設定,精確調整電機的轉速和轉向,實現多樣化的洗滌功能。例如,在輕柔洗模式下,電機低速運轉,避免對衣物造成損傷;在脫水模式下,電機高速旋轉,快速去除衣物中的水分。節能與靜音:通過精確控制電機,IGBT 模塊可以使洗衣機在運行過程中更加節能,同時減少電機運行時產生的噪音,為用戶創造安靜的使用環境。黃浦區igbt模塊PIM功率集成模塊IGBT模塊封裝采用膠體隔離技術,防止運行時發生爆燃。
按電壓等級分類600VIGBT模塊:屬于中低壓范疇,一般用于對電壓要求不高的場合,像家用空調、電磁爐等家電的變頻控制,還有一些小型的工業變頻設備等,能滿足這些設備中對電機驅動、電源轉換等功能的需求。1200VIGBT模塊:應用較為,在工業電機驅動、光伏逆變器、電焊機等領域常見。比如在一般的工業自動化生產線中,驅動各類交流電機的變頻器很多都采用1200V的IGBT模塊來實現對電機的變頻調速控制。1700V及以上IGBT模塊:主要用于高壓、大功率場景,如高壓直流輸電、軌道交通的牽引變流器等。在高壓直流輸電的換流站中,1700V及以上的IGBT模塊能承受高電壓、處理大電流,實現高壓直流電與交流電之間的轉換。
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。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。IGBT模塊內部搭建IGBT芯片單元的并串聯結構,改變電流方向和頻率。長寧區Standard 1-packigbt模塊
IGBT模塊技術發展趨勢是大電流、高電壓、低損耗、高頻率。黃浦區半導體igbt模塊
IGBT 模塊是 Insulated Gate Bipolar Transistor Module 的縮寫,即絕緣柵雙極型晶體管模塊,它是由 IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)芯片與 FWD(快恢復二極管)芯片通過特定的電路橋接封裝而成的模塊化半導體器件。工作原理導通原理:當在IGBT的柵極和發射極之間施加正向電壓時,柵極下方的半導體表面會形成反型層,從而形成導電溝道,使得集電極和發射極之間能夠導通電流。此時,IGBT處于導通狀態,電流可以從集電極流向發射極。關斷原理:當柵極和發射極之間的電壓降低到一定程度時,反型層消失,導電溝道被切斷,集電極和發射極之間的電流無法通過,IGBT處于關斷狀態。黃浦區半導體igbt模塊