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(guī)模小,電流較小,適用于消費和工業(yè)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(wěn)定性,常用于對功率要求較高的場合,如工業(yè)變頻器、新能源汽車等。
按內部結構:
穿通 IGBT(PT - IGBT):發(fā)射極接觸處具有 N + 區(qū),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(qū)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。 模塊結構緊湊,節(jié)省安裝空間,降低系統(tǒng)集成成本。四川Standard 2-packigbt模塊
新能源發(fā)電:
風力發(fā)電:
變頻交流電轉換:風力發(fā)電機捕獲風能之后,產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)定的電能轉換為符合電網(wǎng)要求的交流電,實現(xiàn)與電網(wǎng)的穩(wěn)定并網(wǎng)。
最大功率追蹤:通過精確控制,可實現(xiàn)最大功率追蹤,提高風能的利用率,同時保障電力平穩(wěn)并入電網(wǎng),減少對電網(wǎng)的沖擊。
適應不同機組類型:可用于直驅型風力發(fā)電機組,直接連接發(fā)電機與電網(wǎng),實現(xiàn)電機的最大功率點跟蹤(MPPT),提升發(fā)電效率。 嘉興變頻器igbt模塊智能電網(wǎng)建設中,它助力實現(xiàn)電能高效傳輸與智能分配。
高效率:
IGBT具有較低的導通電阻,可實現(xiàn)高效率的功率調節(jié),增加設備效率。在新能源發(fā)電領域,如光伏電站中,IGBT模塊應用于光伏逆變器,能把光伏板產生的直流電高效轉換為交流電,實現(xiàn)與電網(wǎng)的對接。其可根據(jù)光照強度等條件實時調整工作狀態(tài),提高發(fā)電效率,降低發(fā)電成本,助力光伏發(fā)電的大規(guī)模應用。
高速開關:
IGBT可在短時間內完成開關操作,能在高頻電路中使用,提高系統(tǒng)性能。在新能源汽車的電機驅動系統(tǒng)中,IGBT模塊作為主要部件,車輛行駛時,電池輸出的直流電需通過IGBT模塊逆變?yōu)榻涣麟娨则寗与姍C運轉。IGBT的高速開關特性使其能快速響應電機控制需求,實現(xiàn)電機的高效運轉,保障汽車的加速性能和動力輸出。
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(xiàn)IGBT模塊內部的電氣互聯(lián),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(shù)失配大,會影響IGBT的使用壽命;銅線鍵合工藝具有優(yōu)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。其抗雪崩能力突出,能在瞬態(tài)過壓時保護器件免受損壞。
智能 IGBT(i-IGBT)模塊化設計集成功能:在模塊內部集成溫度傳感器(如集成式 NTC)、電流傳感器(如磁阻式)和驅動芯片,通過內置微控制器(MCU)實現(xiàn)本地閉環(huán)控制(如自動調整柵極電阻抑制振蕩)。通信接口:支持 SPI、CAN 等總線協(xié)議,與系統(tǒng)主控實時交互狀態(tài)數(shù)據(jù)(如Tj、Vce),實現(xiàn)全局協(xié)同控制(如多模塊并聯(lián)時的均流調節(jié))。
多芯片并聯(lián)與均流技術硬件均流方法:柵極電阻匹配:選擇阻值公差<5% 的柵極電阻,結合動態(tài)驅動技術,使并聯(lián) IGBT 的開關時間偏差<5%。電感均流網(wǎng)絡:在發(fā)射極串聯(lián)小電感(如 10nH),抑制動態(tài)電流不均衡(不均衡度可從 15% 降至 5% 以下),適用于兆瓦級變流器(如風電變流器)。 在軌道交通領域,它保障牽引系統(tǒng)穩(wěn)定運行,提升安全性。閔行區(qū)6-pack六單元igbt模塊
IGBT模塊的并聯(lián)技術成熟,可輕松擴展系統(tǒng)功率等級。四川Standard 2-packigbt模塊
高壓直流輸電(HVDC):在高壓直流輸電系統(tǒng)中,IGBT 模塊組成的換流器實現(xiàn)交流電與直流電之間的轉換。將送端交流系統(tǒng)的電能轉換為高壓直流電進行遠距離傳輸,在受端再將直流電轉換為交流電接入當?shù)亟涣麟娋W(wǎng)。與傳統(tǒng)的交流輸電相比,高壓直流輸電具有輸電損耗小、輸送容量大、穩(wěn)定性好等優(yōu)點,IGBT 模塊的高性能保證了換流過程的高效和可靠。
柔性的交流輸電系統(tǒng)(FACTS):包括靜止無功補償器(SVC)、靜止同步補償器(STATCOM)等設備,IGBT 模塊在其中起到快速調節(jié)電力系統(tǒng)無功功率的作用,能夠動態(tài)補償電網(wǎng)中的無功功率,穩(wěn)定電網(wǎng)電壓,提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和輸電能力。 四川Standard 2-packigbt模塊