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。IGBT(绝缘栅双极晶体管)作为新型电力半导体场控自关断器件。IGBT模块2MBI300U4D-120
IGBT模块对产品的可靠性和质量稳定性要求较高,生产工艺复杂,生产中一个看似简单的环节往往需要长时间摸索才能熟练掌握,如铝线键合,表面看只需把电路用铝线连接起来,但键合点的选择、键合的力度、时间及键合机的参数设置、键合过程中应用的夹具设计、员工操作方式等等都会影响到产品的质量和成品率。IGBT模块作为工业产品的器件,需要适应不同应用领域中各种恶劣的工作环境,因此对产品质量的要求较高。如电焊机行业,考虑到逆变电焊机。工作环境较为恶劣,使用负荷较重,在采购部件IGBT模块时会优先考虑模块的耐久性,因此芯片参数和模块制造工艺的可靠性是生产IGBT模块的。IGBT模块2MBI300U4D-120igbt应用在诸如变频器、大功率开关电源等电力电子技术中。
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。
IGBT模块是下游产品中的关键部件,其性能表现、稳定性和可靠性对下游客户来说至关重要,因此认证周期较长,替换成本高。对于新增的IGBT供应商,客户往往会保持谨慎态度,不仅会综合评定供应商的实力,而且通常要经过产品单体测试、整机测试、多次小批量试用等多个环节之后,才会做出大批量采购决策,采购决策周期较长。因此,新进入本行业者即使研发生产出IGBT产品,也需要耗费较长时间才能赢得客户的认可。目前国内具有相关实践、经验丰富的研发技术人才仍然比较缺乏,新进入的企业要想熟练掌握IGBT芯片或模块的设计、制造工艺,实现大规模生产,需要花费较长的时间培养人才、学习探索及技术积累。IGBT驱动电路设计的是否合理直接关系到IGBT的安全、可靠使用。
IGBT是半导体,半导体有自己的行业协会,即JEDEC,全称Joint Electron Device Engineering Council。它是全球微电子产业的标准机构,已经制定并维护着1000余项标准与出版文件。JEDEC的主要职能包括制定术语、定义、产品特征描述与操作、测试方法、生产支持功能、产品质量与可靠性、机械外形等标准。与集成电路不同,功率半导体的前端制造对于工艺要求较低,对后端封装和针对化应用则有更高的要求。中国半导体封装产业链目前已经较为接近国际水平,同时中国拥有全球下游应用市场,可以认为国内企业具备充分的追赶条件。
IGBT模块是由IGBT与FWD(续流二极管芯片)通过特定的电路桥接封装而成的模块化半导体产品。IGBT模块2MBI300U4D-120
器件关断偏置的要求、栅极电荷的要求、耐固性要求和电源的情况。IGBT模块2MBI300U4D-120
IGBT 内部的续流二极管的开关特性也受栅极电阻的影响,并也会限制我们选取栅极阻抗的最小值。IGBT的导通开关速度实质上只能与所用续流二极管反向恢复特性相 兼容的水平。栅极电阻的减小不仅增大了IGBT的过电压应力,而且由于IGBT模块中di/dt的增大,也增大了续流二极管的过压极限。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(的结果是过 热)。IGBT模块2MBI300U4D-120
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