電網(wǎng)及家電:智能電網(wǎng):電網(wǎng)系統(tǒng)在朝著智能化方向發(fā)展,智能電網(wǎng)的發(fā)電端、輸電端、變電端及用電端與IGBT聯(lián)系密切,風力發(fā)電、光伏發(fā)電中的整流器和逆變器都需要使用IGBT模塊。特高壓直流輸電中FACTS柔性輸電技術需要大量使用IGBT等功率器件,此外IGBT是電力電子變壓器(PET)的關鍵器件。家電:微波爐、LED照明驅(qū)動等對于IGBT需求也在持續(xù)提升。變頻家電相比普通家電具備節(jié)能、高效、降噪、智能控制的優(yōu)勢,目前主要用于空調(diào)、冰箱、洗衣機等耗電較多的家電。其快速開關特性有效降低電路損耗,提升系統(tǒng)整體能效。徐匯區(qū)變頻器igbt模塊
IGBT的基本結構
IGBT由四層半導體結構(P-N-P-N)構成,內(nèi)部包含三個區(qū)域:
集電極(C,Collector):連接P型半導體層,通常接電源正極。
發(fā)射極(E,Emitter):連接N型半導體層,通常接電源負極或負載。
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組合而成的復合器件,其中MOSFET驅(qū)動GTR工作,結構如下:
MOSFET部分:柵極電壓控制其導通/關斷,進而控制GTR的基極電流。
GTR部分:在MOSFET導通后,負責處理大電流。 徐匯區(qū)變頻器igbt模塊快速恢復二極管技術減少反向恢復時間,提升開關效率。
結合MOSFET和BJT優(yōu)點:IGBT是一種復合全控型電壓驅(qū)動式功率半導體器件,由BJT(雙極型三極管)和MOS(絕緣柵型場效應管)組成,兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR(雙極功率晶體管)的低導通壓降兩方面的優(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,開關速度快,但導通壓降大,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,開關損耗小,通斷速度快,工作頻率高,元件容量大。
新能源發(fā)電:風力發(fā)電:風力發(fā)電機捕獲風能后,產(chǎn)生的電能頻率和電壓不穩(wěn)定,IGBT模塊用于變流器中,將不穩(wěn)定的電能轉(zhuǎn)換為符合電網(wǎng)要求的交流電。通過精確控制,可實現(xiàn)最大功率追蹤,提高風能利用率,同時保障電力平穩(wěn)并入電網(wǎng),減少對電網(wǎng)的沖擊。光伏發(fā)電:IGBT是光伏逆變器、儲能逆變器的器件。IGBT模塊占光伏逆變器價值量的15%至20%,不同的光伏電站需要的IGBT產(chǎn)品略有不同,比如集中式光伏主要采用IGBT模塊,而分布式光伏主要采用IGBT單管或模塊。模塊集成IGBT芯片與驅(qū)動電路,簡化設計并增強可靠性。
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型半導體組合而成的四層半導體器件構成,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,在每個芯片的柵極內(nèi)部還會集成一個電阻。IGBT模塊的驅(qū)動電路設計靈活,適配多種控制策略需求。黃浦區(qū)igbt模塊出廠價
其高開關頻率特性有效降低系統(tǒng)能耗,提升能源利用效率。徐匯區(qū)變頻器igbt模塊
組成與結構:IGBT模塊通常由多個IGBT芯片、驅(qū)動電路、保護電路、散熱器、連接器等組成。通過內(nèi)部的絕緣隔離結構,IGBT芯片與外界隔離,以防止外界的干擾和電磁干擾。同時,模塊內(nèi)部的驅(qū)動電路和保護電路可以有效地控制和保護IGBT芯片,提高設備的可靠性和安全性。
特性與優(yōu)勢:
低導通電阻與高開關速度:IGBT結合了MOSFET和BJT的特性,具有低導通電阻和高開關速度的優(yōu)點,同時也具有BJT器件高電壓耐受性和電流承載能力強的特點,非常適合用于直流電壓600V及以上的變流系統(tǒng)。高集成度與模塊化:IGBT模塊采用IC驅(qū)動、各種驅(qū)動保護電路、高性能IGBT芯片和新型封裝技術,從復合功率模塊PIM發(fā)展到智能功率模塊IPM、電力電子積木PEBB、電力模塊IPEM,智能化、模塊化成為其發(fā)展熱點。高效節(jié)能與穩(wěn)定可靠:IGBT模塊具有節(jié)能、安裝維修方便、散熱穩(wěn)定等特點,能夠提高用電效率和質(zhì)量,是能源變換與傳輸?shù)?span>主要器件,俗稱電力電子裝置的“CPU”。 徐匯區(qū)變頻器igbt模塊