電動汽車(EV/HEV):
應用場景:電驅(qū)系統(tǒng)(逆變器)、車載充電機(OBC)、DC/DC 轉(zhuǎn)換器。
作用:逆變器:將電池直流電轉(zhuǎn)換為三相交流電驅(qū)動電機,決定車輛的動力性能(如百公里加速時間)。
OBC 與 DC/DC:支持交流充電和車內(nèi)低壓供電(如 12V 電池充電),提升補能便利性。
軌道交通(高鐵、地鐵、電動汽車)
應用場景:牽引變流器、輔助電源系統(tǒng)。
作用:在高鐵中驅(qū)動牽引電機,實現(xiàn)時速 300km/h 以上的高速運行;在地鐵中支持頻繁啟停和再生制動能量回收,降低能耗。
充電樁(快充樁)
應用場景:直流充電樁的功率變換單元。
作用:通過 IGBT 模塊實現(xiàn) AC/DC 轉(zhuǎn)換和電壓調(diào)節(jié),支持 60kW、120kW 甚至更高功率的快速充電,縮短充電時間。 驅(qū)動電路與功率芯片協(xié)同優(yōu)化,降低開關噪聲水平。成都富士igbt模塊
IGBT的基本結(jié)構
IGBT由四層半導體結(jié)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(jié)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。 長寧區(qū)標準兩單元igbt模塊高電壓承受能力滿足新能源發(fā)電并網(wǎng)設備的嚴苛需求。
消費電子與家電領域:
白色家電(空調(diào)、冰箱、洗衣機)
應用場景:變頻空調(diào)壓縮機驅(qū)動、冰箱變頻壓縮機控制、洗衣機電機調(diào)速。
作用:相比定頻家電,節(jié)能效果(如變頻空調(diào)能效比 APF 可達 5.0 以上),運行更平穩(wěn)、噪音更低。
電源設備(UPS、服務器電源)
應用場景:不間斷電源(UPS)的逆變器、數(shù)據(jù)中心服務器的高效開關電源(PSU)。
作用:在 UPS 中保障停電時負載持續(xù)供電;在服務器電源中實現(xiàn)高轉(zhuǎn)換效率(90% 以上)和低發(fā)熱量,支持高密度數(shù)據(jù)中心建設。
為什么IGBT模塊這么重要?
能源變革的重點:汽車能源從化石能源到新能源(光伏、風電),IGBT模塊是電能轉(zhuǎn)換的關鍵。
交通電氣化:電動車、高鐵的普及離不開IGBT模塊。
工業(yè)升級:智能制造、自動化設備需要高效、準確的電力控制。
未來趨勢
更高效:新一代IGBT模塊(如SiC-IGBT)將進一步提升效率、降低損耗。
更智能:結(jié)合AI算法,實現(xiàn)自適應控制(比如自動優(yōu)化電機效率)。
更普及:隨著技術進步,IGBT模塊的成本會降低,應用場景會更多樣。
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。
新能源汽車:電機驅(qū)動:新能源汽車通常采用三相異步交流電機,電池提供的直流電需要通過IGBT控制的逆變器轉(zhuǎn)換為交流電,以適應電機的工作需求。IGBT不僅負責將直流電轉(zhuǎn)換為交流電,還參與調(diào)節(jié)電機的頻率和電壓,確保車輛的平穩(wěn)加速和減速。車載空調(diào):新能源汽車的空調(diào)系統(tǒng)依賴于IGBT來實現(xiàn)直流電到交流電的轉(zhuǎn)換,從而驅(qū)動空調(diào)壓縮機工作。充電樁:在新能源汽車充電過程中,IGBT用于將交流電轉(zhuǎn)換為適合車載電池的直流電。例如,特斯拉的超級充電站能夠提供超過40kW的功率,將電網(wǎng)提供的交流電高效地轉(zhuǎn)換為直流電,直接為汽車電池充電。模塊的封裝材料升級,提升耐溫性能,適應高溫惡劣環(huán)境。舟山4-pack四單元igbt模塊
在電動汽車領域,它驅(qū)動電機高效運轉(zhuǎn),提升續(xù)航里程表現(xiàn)。成都富士igbt模塊
新能源發(fā)電:
風力發(fā)電:
變頻交流電轉(zhuǎn)換:風力發(fā)電機捕獲風能之后,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,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(qū)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。 成都富士igbt模塊