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天津晶体管IGBT管子

来源: 发布时间:2021-04-20

IGBT模块应用范围十分,不仅是电动汽车及充电桩等设备的技术部件,广泛应用于智能电网的发电端、输电端、变电端及用电端,也已成为轨道交通车辆牵引变流器和各种辅助变流器的主流电力电子器件。就新能源车来说,IGBT约占电机驱动系统成本的一半,占整车成本的7-10%,是除电池之外成本第二高的元件,也决定了整车的能源效率。由于IGBT器件处在电力产品的位置,产品在恶劣运行环境与极端工况下,客户除了对器件的开关性能关注外,还对器件的安全工作区和长期可靠性要求极高。除了可靠性测试满足1000小时外,功率循环试验也是考核IGBT器件封装长期可靠性重要的测试项目,通过加速老化过程可提前暴露可能的薄弱点,也是能模拟器件在实际工作中的试验项目。IGBT的过流保护由于不同型号的混合驱动模块,其输出能力、开关速度与du/dt的承受能力不同。天津晶体管IGBT管子

IGBT在新能源汽车领域中发挥着至关重要的作用,是新能源汽车电机控制器、车载空调、充电桩等设备的元器件。新能源汽车工作时电流范围在-100A到+150A之间,如此巨大的电流需要被电控单元控制,以实现汽车的制动,而当中的零部件就是IGBT。在电动汽车中,电机驱动系统占整车成本的15-20%,而IGBT又在电机驱动系统中占比50%左右,即IGBT占整车成本的7-10%,是除电池外贵的零部件之一。新能源汽车中的功率半导体价值量提升十分,根据英飞凌的数据,新能源中汽车功率半导体器件的价值量约为传统燃油车的5倍以上。其中,IGBT约占新能源汽车电控系统成本的37%,是电控系统中的电子器件之一,因此,未来新能源汽车市场的快速增长,有望带动以IGBT为的功率半导体器件的价值量提升,从而有力推动IGBT市场的发展。天津晶体管IGBT管子IGBT驱动电路的作用是驱动IGBT模块以能让其正常工作。

IGBT绝缘栅双极型功率管,是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式电力电子器件, 兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低,载流密度大,但驱动电流较大;MOSFET驱动功率很小,开关速度快,但导通压降大,载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点,驱动功率小而饱和压降低。非常适合应用于直流电压为1500V的高压变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。由于IGBT等功率器件都存在一定的结电容,所以会造成器件导通关断的延迟现象。虽然我们尽量考虑去降低该影响(提高控制极驱动电压电流,设置结电容释放 回路等)。但是为了防止关断延迟效应造成上下桥臂直通,因为一个桥臂未完全关断,而另一桥臂又处于导通状态,直通炸模块后后果非常严重(比较好的结果是过 热)。

IGBT即绝缘栅双极晶体管),属于电压控制器件,是由BJT和MOSFET组成的复合功率半导体器件,是半导体领域里分立器件中特别重要的一个分支。能够根据工业装置中的信号指令来调节电路中的电压、电流、频率、相位等,以实现调控的目的,广泛应用于电机节能、轨道交通、智能电网、航空航天、家用电器、汽车电子、新能源发电、新能源汽车等领域。从20 世纪80 年代至今,IGBT 芯片经历了5-6 代产品升级,从平面穿通型(PT)到沟槽型电场—截止型(FS-Trench),各方面指标都得到了不断的优化。芯片面积缩小为初的四分之一,工艺线宽从5微米降到0.5微米,通态饱和压降从3伏降到1伏,关断时间也更快,从0.5微秒降到0.15微秒,功率损耗也更低,断态电压也从600V 提高到了6500V 以上。IGBT的触发和关断要求给其栅极和基极之间加上正向电压和负向电压,栅极电压可由不同的驱动电路产生。

IGBT模块应用范围十分,不仅是电动汽车及充电桩等设备的技术部件,广泛应用于智能电网的发电端、输电端、变电端及用电端,也已成为轨道交通车辆牵引变流器和各种辅助变流器的主流电力电子器件。就新能源车来说,IGBT约占电机驱动系统成本的一半,占整车成本的7-10%,是除电池之外成本第二高的元件,也决定了整车的能源效率。开关频率是指IGBT在一秒钟内开关次数。而在确定的母线电压和导通电流下,IGBT每次开关都会产生一定的损耗,开通损耗是Eon,关断损耗是Eoff,还有二极管反向恢复也有损耗Erec。IGBT的开关频率越高,开关次数就越多,损耗功率就也高,那乘以散热器的热阻后,IGBT的温升也越高,如果温度高到超出了IGBT的上限,那IGBT就失效了。



IGBT 驱动电路的作用对整个IGBT构成的系统来说至关重要。天津晶体管IGBT管子

如过流保护常用电流检也传感器,短路保护常通过检测IGBT饱和压降,配合驱动电路来实现。天津晶体管IGBT管子

大功率igbt驱动保护电路一直伴随igbt技术的发展而发展,现在市场上流行着很多种类非常成熟的大功率igbt驱动保护电路产品,成为大多数设计工程师的优先;也有许多的工程师根据其电路的特殊要求,自行研制出各种的大功率igbt驱动保护电路。本文对这些大功率igbt驱动保护电路进行分类,并对该电路需要达到的一些功能进行阐述,展望此电路的发展。此外本文所述大功率igbt驱动保护电路是指应用于直流母线电压在650v~1000v范围、输出电流的交流有效值在100a~600a范围的场合。天津晶体管IGBT管子

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