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(fù)二極管)芯片通過特定的電路橋接封裝而成的模塊化半導(dǎo)體器件。工作原理導(dǎo)通原理:當(dāng)在IGBT的柵極和發(fā)射極之間施加正向電壓時(shí),柵極下方的半導(dǎo)體表面會(huì)形成反型層,從而形成導(dǎo)電溝道,使得集電極和發(fā)射極之間能夠?qū)娏鳌4藭r(shí),IGBT處于導(dǎo)通狀態(tài),電流可以從集電極流向發(fā)射極。關(guān)斷原理:當(dāng)柵極和發(fā)射極之間的電壓降低到一定程度時(shí),反型層消失,導(dǎo)電溝道被切斷,集電極和發(fā)射極之間的電流無法通過,IGBT處于關(guān)斷狀態(tài)。SiC和GaN等第三代半導(dǎo)體材料成為IGBT技術(shù)發(fā)展的新動(dòng)力源。普陀區(qū)半導(dǎo)體igbt模塊
電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)變頻器調(diào)速節(jié)能:在工業(yè)生產(chǎn)中,大量的電機(jī)需要根據(jù)實(shí)際工況調(diào)整轉(zhuǎn)速。IGBT模塊作為變頻器的功率器件,能夠?qū)⒐潭l率的交流電轉(zhuǎn)換為頻率和電壓均可調(diào)的交流電,實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的精確調(diào)速。例如,在風(fēng)機(jī)、水泵等設(shè)備中,通過變頻器調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速,可根據(jù)實(shí)際需求提供合適的風(fēng)量和水量,相比傳統(tǒng)的恒速運(yùn)行方式,能降低能耗,節(jié)能率可達(dá)30%-50%。軟啟動(dòng)與制動(dòng):IGBT模塊可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的軟啟動(dòng)和軟制動(dòng),避免電機(jī)在啟動(dòng)和停止過程中產(chǎn)生過大的電流沖擊,減少對(duì)電網(wǎng)和機(jī)械設(shè)備的損害,延長設(shè)備的使用壽命。湖州電焊機(jī)igbt模塊IGBT模塊要求空洞率低于1%,保證焊接質(zhì)量。
封裝形式根據(jù)安裝要求選擇:常見的封裝形式有單列直插式(SIP)、雙列直插式(DIP)、表面貼裝式(SMD)和功率模塊封裝等。如果空間有限,需要緊湊的安裝方式,可選擇SMD封裝;對(duì)于需要較高功率散熱和便于安裝維修的場合,功率模塊封裝可能更合適??紤]散熱和電氣絕緣:不同的封裝材料和結(jié)構(gòu)在散熱性能和電氣絕緣性能上有所差異。例如,陶瓷封裝的IGBT模塊通常具有較好的散熱性能和電氣絕緣性能,適用于高功率、高電壓的應(yīng)用場景;而塑料封裝則具有成本低、體積小的優(yōu)點(diǎn),但散熱和絕緣性能相對(duì)較弱,一般用于中低功率的場合。
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(duì)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(hào)的快速傳輸,使IGBT的開關(guān)速度達(dá)到比較好狀態(tài)。IGBT模塊出廠前進(jìn)行功能測試,包括電氣性能、絕緣測試等。
按芯片技術(shù)分類平面型IGBT模塊:是較早出現(xiàn)的技術(shù),其芯片結(jié)構(gòu)簡單,成本相對(duì)較低,但在性能上有一定局限性,如開關(guān)速度、通態(tài)壓降等方面。常用于一些對(duì)性能要求不是特別高、成本敏感的應(yīng)用場景,像普通的工業(yè)加熱設(shè)備等。溝槽型IGBT模塊:采用溝槽結(jié)構(gòu)來增加芯片的有效面積,提高了電流密度,降低了通態(tài)壓降,同時(shí)開關(guān)速度也有所提升。在新能源汽車、光伏等對(duì)效率和性能要求較高的領(lǐng)域應(yīng)用多樣,能有效提高系統(tǒng)的效率和功率密度。場截止型IGBT模塊:通過在芯片內(nèi)部設(shè)置場截止層,優(yōu)化了IGBT的關(guān)斷特性,減少了關(guān)斷損耗,提高了模塊的開關(guān)頻率和效率。適用于高頻、高壓、大功率的應(yīng)用場合,如高壓變頻器、風(fēng)力發(fā)電變流器等。IGBT模塊在UPS系統(tǒng)中保障電源穩(wěn)定輸出和高效轉(zhuǎn)換。激光電源igbt模塊代理品牌
全球IGBT市場規(guī)模持續(xù)增長,亞太地區(qū)市場占比居高。普陀區(qū)半導(dǎo)體igbt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(jí)的MOSFET(金屬-氧化物-半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)和輸出級(jí)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。普陀區(qū)半導(dǎo)體igbt模塊