新能源領(lǐng)域:
電動(dòng)汽車:IGBT模塊是電動(dòng)汽車電機(jī)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(dòng)電機(jī)運(yùn)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(chǔ)能系統(tǒng):IGBT模塊控制電池的充放電過程,保障儲(chǔ)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(jī)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(shí)現(xiàn)電能的轉(zhuǎn)換和控制,為車輛提供動(dòng)力和輔助電源,保障安全穩(wěn)定運(yùn)行。 IGBT模塊的驅(qū)動(dòng)功率低,簡(jiǎn)化外圍電路設(shè)計(jì),降低成本。衢州變頻器igbt模塊
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,開關(guān)損耗小,但導(dǎo)通壓降相對(duì)較高,常用于高頻、開關(guān)速度要求高的場(chǎng)合,如開關(guān)電源、高頻逆變器等。 黃浦區(qū)4-pack四單元igbt模塊低導(dǎo)通壓降設(shè)計(jì)減少發(fā)熱量,提升系統(tǒng)整體能效表現(xiàn)。
抗浪涌電流與短路保護(hù)能力:
優(yōu)勢(shì):IGBT 具備短時(shí)間承受過電流的能力(如 10 倍額定電流下可維持 10μs),配合驅(qū)動(dòng)電路的退飽和檢測(cè),可快速實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)。
應(yīng)用場(chǎng)景:電網(wǎng)故障穿越(FRT):在光伏、風(fēng)電變流器中,當(dāng)電網(wǎng)電壓驟降時(shí),IGBT 模塊可承受短時(shí)過流,避免機(jī)組脫網(wǎng),符合電網(wǎng)并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)(如低電壓穿越 LVRT 要求)。
直流電網(wǎng)保護(hù):在基于 IGBT 的直流斷路器中,通過快速關(guān)斷(納秒級(jí))限制故障電流上升,保障直流電網(wǎng)安全(如張北 ±500kV 直流電網(wǎng)示范工程)。
IGBT模塊主要由IGBT芯片、覆銅陶瓷基板(DBC基板)、鍵合線、散熱基板、二極管芯片、外殼、焊料層等部分構(gòu)成:IGBT芯片:是IGBT模塊的重要部件,位于模塊內(nèi)部的中心位置,起到變頻、逆變、變壓、功率放大、功率控制等關(guān)鍵作用,決定了IGBT模塊的基本性能和功能。其通常由不同摻雜的P型或N型半導(dǎo)體組合而成的四層半導(dǎo)體器件構(gòu)成,柵極和發(fā)射極在芯片上方(正面),集電極在下方(背面),芯片厚度較薄,一般為200μm左右。為保證IGBT芯片之間的均流效果,在每個(gè)芯片的柵極內(nèi)部還會(huì)集成一個(gè)電阻。IGBT模塊的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性優(yōu)異,適應(yīng)復(fù)雜多變的負(fù)載需求。
IGBT模塊(絕緣柵雙極型晶體管模塊)憑借其獨(dú)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(jí)),電流通過時(shí)發(fā)熱少。
價(jià)值:在光伏逆變器、電動(dòng)車電機(jī)控制器中,效率可達(dá)98%以上,減少能源浪費(fèi)。
低開關(guān)損耗原理:通過優(yōu)化柵極驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì),IGBT模塊的開關(guān)速度極快(納秒級(jí)),減少開關(guān)瞬間的能量損耗。
價(jià)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。 在軌道交通牽引系統(tǒng)中,IGBT模塊實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確動(dòng)力控制。松江區(qū)富士igbt模塊
驅(qū)動(dòng)電路與功率芯片協(xié)同優(yōu)化,降低開關(guān)噪聲水平。衢州變頻器igbt模塊
智能電網(wǎng)
發(fā)電端功能:風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電中的整流器和逆變器都需要使用IGBT模塊。
優(yōu)勢(shì):實(shí)現(xiàn)新能源發(fā)電與電網(wǎng)的高效連接和穩(wěn)定輸出。
輸電端功能:特高壓直流輸電中FACTS柔性輸電技術(shù)需要大量使用IGBT等功率器件。
優(yōu)勢(shì):提供高效、可靠的電力轉(zhuǎn)換,提升電網(wǎng)的輸電能力。
變電端功能:IGBT是電力電子變壓器(PET)的關(guān)鍵器件。
優(yōu)勢(shì):實(shí)現(xiàn)電壓的靈活變換和高效傳輸。
用電端功能:家用白電、微波爐、LED照明驅(qū)動(dòng)等都對(duì)IGBT有大量的需求。
優(yōu)勢(shì):提高能效,降低能耗,提升用戶體驗(yàn)。 衢州變頻器igbt模塊