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珠海新多力電子有限公司 宋穩(wěn)力 技術(shù)應(yīng)用工程師

IGBT在未來有哪些突破口

IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor), 絕緣柵雙極型晶體管，是由BJT和MOS組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動(dòng)式功率半導(dǎo)體器件，兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點(diǎn)，非常適合應(yīng)用于電力變換和傳動(dòng)領(lǐng)域。

IGBT開發(fā)之初主要應(yīng)用在電機(jī)、變換器、UPS、EPS、伺服、無功補(bǔ)償、軟啟動(dòng)設(shè)備等工業(yè)控制領(lǐng)域。IGBT憑借著驅(qū)動(dòng)簡單、開關(guān)頻率高、開關(guān)損耗小、可實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)等優(yōu)點(diǎn)在中高壓應(yīng)用領(lǐng)域中競爭力逐步顯現(xiàn)。

 低碳時(shí)代的熱門詞少不了“新能源”、“高鐵”、“電動(dòng)汽車”、“智能電網(wǎng)”，而這些產(chǎn)業(yè)或產(chǎn)品無一例外地依賴于功率半導(dǎo)體的應(yīng)用，IGBT在目前階段成為它們不可或缺的功率核“芯”。

IGBT一方面擁有新技術(shù)帶來的廣闊的市場空間，另一方面從技術(shù)發(fā)展路線來看又對(duì)以往的功率器件有一個(gè)逐步替代的作用。目前我國IGBT市場占整個(gè)功率器件市場份額尚不足10%,預(yù)計(jì)未來幾年IGBT市場隨著節(jié)能減排的推進(jìn)將得到快速發(fā)展。未來IGBT模塊在以下幾個(gè)領(lǐng)域?qū)?huì)有較大的突破。

1.     風(fēng)力發(fā)電

風(fēng)力發(fā)電機(jī)如要獲得穩(wěn)定的電能并網(wǎng)發(fā)電，必須依靠相應(yīng)的變頻、逆變系統(tǒng)。現(xiàn)今，全球幾乎一半的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中可見到賽米控的IGBT模塊技術(shù)。

2.太陽能發(fā)電

為了有效地滿足綠色能源太陽能發(fā)電及逆變并網(wǎng)的需求，就需要控制、驅(qū)動(dòng)器和輸出功率器件的正確組合。IGBT是作為功率開關(guān)的必然之選。

3.高鐵及軌道交通

軌道車輛中廣泛采用IGBT模塊構(gòu)成牽引變流器以及輔助電源系統(tǒng)的恒壓恒頻逆變器。粗略估計(jì)上述軌道交通市場對(duì)IGBT模塊的需求將超過3百萬個(gè)，可以想見軌道交通給IGBT市場所帶來的空前機(jī)遇和發(fā)展空間。

4.電動(dòng)汽車

電動(dòng)汽車最關(guān)鍵的瓶頸是電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制和充放電，賽米控SKIM系列的IGBT功率模塊，采用最先進(jìn)的燒結(jié)技術(shù)封裝，更加適合應(yīng)用在高溫、振動(dòng)、高可靠性和耐久性的環(huán)境中。

5.智能電網(wǎng)

電網(wǎng)部分的高壓直流輸電、FACTS柔性輸電技術(shù)，負(fù)荷側(cè)的電機(jī)變頻控制、智能家電產(chǎn)品、LED照明驅(qū)動(dòng)等方面也對(duì)IGBT等功率器件形成了大量的需求。

在使用IGBT時(shí)，對(duì)其驅(qū)動(dòng)電路性能的要求不斷提高

隨著IGBT應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，對(duì)其驅(qū)動(dòng)電路性能的要求也不斷提高。由于驅(qū)動(dòng)電路是IGBT與控制電路之間非常重要的接口電路，因此其性能直接影響到整個(gè)裝置的可靠性。用戶在使用IGBT模塊時(shí)，應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)電路與系統(tǒng)的可靠性相匹配。

通常驅(qū)動(dòng)電路應(yīng)具備以下功能。

驅(qū)動(dòng)功能：IGBT驅(qū)動(dòng)電路將控制電路信號(hào)轉(zhuǎn)換為具有足夠功率的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，保證IGBT能可靠開通和關(guān)斷。

保護(hù)功能：當(dāng)IGBT短路或者過流時(shí)，驅(qū)動(dòng)電路能在最短時(shí)間內(nèi)關(guān)斷IGBT，保護(hù)功率器件。

電氣隔離功能：由于IGBT通常是在高電壓、大電流的環(huán)境下工作，作為控制電路與功率電路之間的連接橋梁，驅(qū)動(dòng)電路必須具有電氣隔離功能。

基于驅(qū)動(dòng)電路的重要性，設(shè)計(jì)人員大多采用集驅(qū)動(dòng)和保護(hù)功能于一體的集成驅(qū)動(dòng)模塊，賽米控目前可以提供多款針對(duì)不同容量和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)功率器件的集成驅(qū)動(dòng)模塊，并且賽米控的驅(qū)動(dòng)模塊可以在不同應(yīng)用場合適用于任何品牌的IGBT模塊。

賽米控的驅(qū)動(dòng)模塊根據(jù)不同的輸出性能、集成度以及連接技術(shù)有以下幾種設(shè)計(jì)類型，包括驅(qū)動(dòng)核技術(shù), 混合技術(shù), SMT技術(shù)。