散熱基板:一般由銅制成,因為銅具有良好的導熱性,不過也有其他材料制成的基板,例如鋁碳化硅(AlSiC)等。銅基板的厚度通常在3 - 8mm。它是IGBT模塊的散熱功能結構與通道,主要負責將IGBT芯片工作過程中產生的熱量快速傳遞出去,以保證模塊的正常工作溫度,同時還發揮機械支撐與結構保護的作用。二極管芯片:通常與IGBT芯片配合使用,其電流方向與IGBT的電流方向相反。二極管芯片可以在IGBT關斷時提供續流通道,防止電流突變產生過高的電壓尖峰,保護IGBT芯片免受損壞。IGBT模塊是工業控制中變頻器、電焊機等設備的主開關器件。金山區6-pack六單元igbt模塊
柵極電壓觸發:當在柵極施加一個正電壓時,MOSFET部分的導電通道被打開,電流可以從集電極流到發射極。由于集電極和發射極之間有一個P型區域,形成了一個PN結,電流在該區域中得到放大。電流通路形成:導通時電流路徑為集電極(P+)→ N-漂移區(低阻態)→ P基區 → 柵極溝道 → 發射極(N+)。此時IGBT等效為“MOSFET驅動的BJT”,MOSFET部分負責電壓控制,驅動功率微瓦級;BJT部分負責大電流放大,可實現600V~6500V高壓場景應用。關鍵導通參數:導通壓降VCE(sat)典型值為1~3V(遠低于BJT的5V),損耗更低;開關頻率為1~20kHz,兼顧效率與穩定性(優于BJT的<1kHz,低于MOSFET的100kHz+)。電焊機igbt模塊供應IGBT模塊市場高度集中,國內企業加速發展促進國產替代。
新能源領域:
電動汽車:IGBT模塊是電動汽車電機控制器、車載空調、充電樁等設備的重要元器件,負責將電池輸出的直流電轉換為交流電,驅動電機運轉,提升車輛性能和能效。
新能源發電:在光伏逆變器和風力發電變流器中,IGBT模塊將直流電轉換為符合電網要求的交流電,提高發電效率和電能質量。
儲能系統:IGBT模塊控制電池的充放電過程,保障儲能系統的穩定性和可靠性,提升新能源電力的消納能力。
軌道交通領域:IGBT模塊應用于電力機車、地鐵、輕軌等軌道交通車輛的牽引變流器和輔助電源系統中,實現電能的轉換和控制,為車輛提供動力和輔助電源,保障安全穩定運行。
按封裝形式:
IGBT 單管:將單個 IGBT 芯片與 FRD(快速恢復二極管)芯片以分立式晶體管的形式封裝在銅框架上,封裝規模小,電流較小,適用于消費和工業家電等對功率要求不高的場景。
IGBT 模塊:將多個 IGBT 芯片與 FRD 芯片通過特定電路橋接而成的模塊化產品,具有更高的集成度和散熱穩定性,常用于對功率要求較高的場合,如工業變頻器、新能源汽車等。
按內部結構:
穿通 IGBT(PT - IGBT):發射極接觸處具有 N + 區,包括 N + 緩沖層,也叫非對稱 IGBT,具有不對稱的電壓阻斷能力,其特點是導通壓降較低,但關斷速度相對較慢,適用于對導通損耗要求較高的應用,如低頻、大功率的變流器。
非穿通 IGBT(NPT - IGBT):沒有額外的 N + 區域,結構對稱性提供了對稱的擊穿電壓特性,關斷速度快,開關損耗小,但導通壓降相對較高,常用于高頻、開關速度要求高的場合,如開關電源、高頻逆變器等。 IGBT模塊具有節能、安裝維修方便、散熱穩定等特點。
覆銅陶瓷基板(DBC基板):主要由中間的陶瓷絕緣層以及上下兩面的覆銅層組成,類似于2層PCB電路板,但中間的絕緣材料是陶瓷而非PCB常用的FR4。它起到絕緣、導熱和機械支撐的作用,既能保證IGBT芯片與散熱基板之間的電絕緣,又能將IGBT芯片工作時產生的熱量快速傳導出去,同時為電路線路提供支撐和繪制的基礎,覆銅層上可刻蝕出各種圖形用于繪制電路線路。鍵合線:用于實現IGBT模塊內部的電氣互聯,連接IGBT芯片、二極管芯片、焊點以及其他部件,常見的有鋁線和銅線兩種。鋁線鍵合工藝成熟、成本低,但電學和熱力學性能較差,膨脹系數失配大,會影響IGBT的使用壽命;銅線鍵合工藝具有優良的電學和熱力學性能,可靠性高,適用于高功率密度和高效散熱的模塊。IGBT模塊在新能源汽車領域是技術部件。奉賢區Standard 2-packigbt模塊
IGBT模塊是電力電子裝置的重要器件,被譽為“CPU”。金山區6-pack六單元igbt模塊
電焊機逆變電焊機:IGBT模塊在逆變電焊機中用于實現將工頻交流電轉換為高頻交流電,再經過整流和濾波后輸出適合焊接的直流電。與傳統的工頻電焊機相比,逆變電焊機具有體積小、重量輕、效率高、焊接性能好等優點。IGBT模塊的快速開關特性使得逆變電焊機能夠實現快速的電流調節,適應不同的焊接工藝和材料要求。不間斷電源(UPS)電能轉換與保護:在UPS系統中,IGBT模塊用于實現市電與電池之間的電能轉換和切換。當市電正常時,IGBT模塊將市電整流為直流電,為電池充電并為負載提供穩定的電源;當市電中斷時,IGBT模塊將電池的直流電逆變為交流電,繼續為負載供電,保證設備的不間斷運行。IGBT模塊的高效轉換和快速響應能力,確保了UPS系統的可靠性和穩定性。金山區6-pack六單元igbt模塊