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您知道大功率IGBT模块的特点和发展趋势吗?
分流电阻 2024-05-13

在当今高度发展的科学技术中,各种各样的高科技出现在我们的生活中,为我们的生活带来便利,那么您是否知道这些高科技可能包含的大功率IGBT模块?功率半导体是电子器件,该器件中电能转换和电路控制的核心主要用于改变电子设备中的电压和频率,直流和交流转换,并且它是电子设备中电能转换和电路控制的核心。

功率半导体器件的类型很多,根据集成度可分为三类:功率IC,功率模块和功率分立器件。

在功率分立器件中,MOSFET,功率二极管和IGBT是最重要的类别。

绝缘栅双极型晶体管(IGBT)是在金属氧化物场效应晶体管(MOSFET)和双极型晶体管(Bipolar)的基础上开发的新型复合功率器件,具有MOS输入和双极型输出特性。

IGBT结合了双极型器件的优点,其具有低的导通状态压降,高的载流密度,高的耐压,低功率的MOSFET驱动功率,快速的开关速度,高的输入阻抗和良好的热稳定性。

作为电力电子转换器的核心设备,它为应用设备的高频化,小型化,高性能和高可靠性奠定了基础[1]。

单功能大功率igbt驱动保护电路通常由光耦合器和功率缓冲器(例如hcpl-3150)组成,如图1所示。

它将普通控制信号的ttl / cmos输入电平信号转换为正信号。

和负igbt栅极驱动器的输出电平超过10伏,正电平和负电平的幅度取决于隔离电源。

在设计时,工程师可以为其配备隔离的电源电路,死区控制电路,逻辑处理电路和栅极驱动电阻。

等一下,您可以直接驱动igbt形成最简单的大功率igbt驱动保护电路;它还可以配备一些外围电路以形成多功能驱动器。

单功能大功率igbt驱动器保护电路的最大优势是其灵活的应用。

低成本。

自从IGBT的商业应用以来,IGBT作为新型功率半导体器件的主要器件,在1-100kHz的频率应用范围内一直占据着重要的地位。

其电压范围为600V-6500V,电流范围为1A-3600A(140mm x 190mm模块)。

IGBT广泛用于工业,4C(通信,计算机,消费电子,汽车电子),航空航天,国防和军事工业等传统行业以及战略性新兴行业,如轨道交通,新能源,智能电网和新能源汽车。

多功能大功率igbt驱动保护电路除了提供直接驱动igbt的功能外,还可以提供完整的保护功能,例如hcpl-316j,m57962等,如图2和图3所示。

包装技术或集成包装技术可以直接与cmos / ttl级别兼容。

工程师设计时,通常只需要配备隔离的电源电路,死区控制电路,逻辑处理电路,栅极驱动电阻等,它们就可以成为一个比较完整的大功率igbt驱动保护电路。

当前,世界上主要的功率半导体公司越来越多地从事IGBT的研究和开发,并且研究和技术创新的步伐正在加快。

IGBT芯片的设计和制造商包括英飞凌和ABB,三菱电机,Dynex(CSR),IXYS公司,国际整流器,Powerex,飞利浦,摩托罗拉,富士电机,日立,东芝等,主要集中在欧洲,美国,日本。

和其他国家。

由于各种原因,尽管国内对IGBT技术的研究起步较早,但进展缓慢,特别是IGBT产业化仍处于起步阶段。

作为全球最大的IGBT应用市场,IGBT模块主要依靠进口。

目前,igbt的开启电压通常由+ 15v电压源驱动。

有人提出了一种开发恒流源驱动器的方法,该方法可以克服“米勒”驱动器的缺点。

igbt的电容效应,使igbt的导通更加可靠。

从最初的0 v到后来的-7 v,低频时通常使用-15 v。

商业化的IGBT车身结构设计技术的发展已经从穿通(PT)到无穿通(NPT),然后到软穿通(SPT)的过程如图3所示[3]。

在穿通结构之前,IGBT的主体结构是基于厚晶片扩散工艺的非穿通结构。