結(jié)合MOSFET和BJT優(yōu)點:IGBT是一種復(fù)合全控型電壓驅(qū)動式功率半導(dǎo)體器件,由BJT(雙極型三極管)和MOS(絕緣柵型場效應(yīng)管)組成,兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR(雙極功率晶體管)的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點。GTR飽和壓降低,載流密度大,但驅(qū)動電流較大;MOSFET驅(qū)動功率很小,開關(guān)速度快,但導(dǎo)通壓降大,載流密度小。IGBT綜合了以上兩種器件的優(yōu)點,驅(qū)動功率小而飽和壓降低。
電壓型控制:輸入阻抗大,驅(qū)動功率小,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。
全球IGBT市場規(guī)模持續(xù)增長,亞太地區(qū)市場占比居高。湖北igbt模塊出廠價
新能源領(lǐng)域:
電動汽車:IGBT模塊是電動汽車電機控制器、車載空調(diào)、充電樁等設(shè)備的重要元器件,負(fù)責(zé)將電池輸出的直流電轉(zhuǎn)換為交流電,驅(qū)動電機運轉(zhuǎn),提升車輛性能和能效。
新能源發(fā)電:在光伏逆變器和風(fēng)力發(fā)電變流器中,IGBT模塊將直流電轉(zhuǎn)換為符合電網(wǎng)要求的交流電,提高發(fā)電效率和電能質(zhì)量。
儲能系統(tǒng):IGBT模塊控制電池的充放電過程,保障儲能系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性,提升新能源電力的消納能力。
軌道交通領(lǐng)域:IGBT模塊應(yīng)用于電力機車、地鐵、輕軌等軌道交通車輛的牽引變流器和輔助電源系統(tǒng)中,實現(xiàn)電能的轉(zhuǎn)換和控制,為車輛提供動力和輔助電源,保障安全穩(wěn)定運行。 激光電源igbt模塊廠家現(xiàn)貨IGBT模塊封裝對底板進行加工設(shè)計,提高熱循環(huán)能力。
IGBT模塊(絕緣柵雙極型晶體管模塊)憑借其獨特的性能,成為現(xiàn)代電力電子系統(tǒng)的重要器件。
高效能量轉(zhuǎn)換:降低損耗,提升效率
低導(dǎo)通損耗原理:IGBT模塊在導(dǎo)通狀態(tài)下,內(nèi)部電阻極低(毫歐級),電流通過時發(fā)熱少。
價值:在光伏逆變器、電動車電機控制器中,效率可達(dá)98%以上,減少能源浪費。
低開關(guān)損耗原理:通過優(yōu)化柵極驅(qū)動設(shè)計,IGBT模塊的開關(guān)速度極快(納秒級),減少開關(guān)瞬間的能量損耗。
價值:在高頻應(yīng)用(如電磁爐、感應(yīng)加熱)中,效率提升明顯,設(shè)備發(fā)熱更低。
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(dāng)IGBT導(dǎo)通時,電流流向電機繞組;
當(dāng)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)。
斯達(dá)半導(dǎo)和士蘭微是國內(nèi)IGBT行業(yè)的領(lǐng)銜企業(yè)。
新能源汽車:電機驅(qū)動:新能源汽車通常采用三相異步交流電機,電池提供的直流電需要通過IGBT控制的逆變器轉(zhuǎn)換為交流電,以適應(yīng)電機的工作需求。IGBT不僅負(fù)責(zé)將直流電轉(zhuǎn)換為交流電,還參與調(diào)節(jié)電機的頻率和電壓,確保車輛的平穩(wěn)加速和減速。車載空調(diào):新能源汽車的空調(diào)系統(tǒng)依賴于IGBT來實現(xiàn)直流電到交流電的轉(zhuǎn)換,從而驅(qū)動空調(diào)壓縮機工作。充電樁:在新能源汽車充電過程中,IGBT用于將交流電轉(zhuǎn)換為適合車載電池的直流電。例如,特斯拉的超級充電站能夠提供超過40kW的功率,將電網(wǎng)提供的交流電高效地轉(zhuǎn)換為直流電,直接為汽車電池充電。未來,IGBT模塊行業(yè)將迎來更加廣闊的發(fā)展空間和機遇。深圳4-pack四單元igbt模塊
扶持政策推動IGBT及相關(guān)配套產(chǎn)業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新和市場拓展。湖北igbt模塊出廠價
IGBT的基本結(jié)構(gòu)
IGBT由四層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)(P-N-P-N)構(gòu)成,內(nèi)部包含三個區(qū)域:
集電極(C,Collector):連接P型半導(dǎo)體層,通常接電源正極。
發(fā)射極(E,Emitter):連接N型半導(dǎo)體層,通常接電源負(fù)極或負(fù)載。
柵極(G,Gate):通過絕緣層(二氧化硅)與中間的N型漂移區(qū)隔離,用于接收控制信號。
內(nèi)部等效電路:可看作由MOSFET和GTR組合而成的復(fù)合器件,其中MOSFET驅(qū)動GTR工作,結(jié)構(gòu)如下:
MOSFET部分:柵極電壓控制其導(dǎo)通/關(guān)斷,進而控制GTR的基極電流。
GTR部分:在MOSFET導(dǎo)通后,負(fù)責(zé)處理大電流。 湖北igbt模塊出廠價