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在安裝或更換IGBT模塊時,應十分重視IGBT模塊與散熱片的接觸面狀態(tài)和擰緊程度。為了減少接觸熱阻,好在散熱器與IGBT模塊間涂抹導熱硅脂。一般散熱片底部安裝有散熱風扇,當散熱風扇損壞中散熱片散熱不良時將導致IGBT模塊發(fā)熱,而發(fā)生故障。因此對散熱風扇應定期進行檢查,一般在散熱片上靠近IGBT模塊的地方安裝有溫度感應器,當溫度過高時將報警或停止IGBT模塊工作。
一般保存IGBT模塊的場所,應保持常溫常濕狀態(tài),不應偏離太大。常溫的規(guī)定為5~35℃ ,常濕的規(guī)定在45~75%左右。在冬天特別干燥的地區(qū),需用加濕機加濕; 盡量遠離有腐蝕性氣體或灰塵較多的場合; 在溫度發(fā)生急劇變化的場所IGBT模塊表面可能有結露水的現象,因此IGBT模塊應放在溫度變化較小的地方; 保管時,須注意不要在IGBT模塊上堆放重物; 裝IGBT模塊的容器,應選用不帶靜電的容器。
由于IGBT在電能轉換中扮演的重要角色,它能夠為各種高電壓和大電流應用提供更高的效率和節(jié)能效果,被廣泛應用于工業(yè)控制、新能源、變頻家電等領域。特別是在新能源汽車中,IGBT 模塊占電動車整車成本約5%左右,是除電池之外成本第二高的元件。根據IHS預測,全球汽車電動化用IGBT模塊未來5年復合增長率高達23.5%。目前國內IGBT供需差距,國產量僅為市場銷量的七分之一。
2018 年 IGBT 模塊需求量為7898萬只,但是國內產量只有1115萬只,供需缺口。據業(yè)內人士透露,IGBT整體市場規(guī)模會保持每年10%以上的增長速度,主要受益于新能源汽車行業(yè)的發(fā)展。但是國產IGBT的增長速度會遠此,以上市公司斯達半導體為例,2016年至2018年,連續(xù)保持45%以上的增長率。國內諸多公司以IGBT為主營業(yè)務的公司實現了高速增長。
隨著IGBT芯片技術的不斷發(fā)展,芯片的高工作結溫與功率密度不斷提高, IGBT模塊技術也要與之相適應。未來IGBT模塊技術將圍繞 芯片背面焊接固定 與 正面電互連 兩方面改進。模塊技術發(fā)展趨勢:無焊接、 無引線鍵合及無襯板/基板封裝技術;內部集成溫度傳感器、電流傳感器及驅動電路等功能元件,不斷提高IGBT模塊的功率密度、集成度及智能度。
上升時間。實際應用中常給出的漏極電流開通時間ton 即為td (on) tri 之和,漏源電壓的下降時間由tfe1 和tfe2 組成。
IGBT的觸發(fā)和關斷要求給其柵極和基極之間加上正向電壓和負向電壓,柵極電壓可由不同的驅動電路產生。當選擇這些驅動電路時,基于以下的參數來進行:器件關斷偏置的要求、柵極電荷的要求、耐固性要求和電源的情況。因為IGBT柵極- 發(fā)射極阻抗大,故可使用MOSFET驅動技術進行觸發(fā),不過由于IGBT的輸入電容較MOSFET為大,故IGBT的關斷偏壓應該比許多MOSFET驅動電路提供的偏壓更高。
IGBT在關斷過程中,漏極電流的波形變?yōu)閮啥巍R驗镸OSFET關斷后,PNP晶體管的存儲電荷難以迅速消除,造成漏極電流較長的尾部時間,td(off)為關斷延遲時間,trv為電壓Uds(f)的上升時間。實際應用中常常給出的漏極電流的下降時間Tf由圖中的t(f1)和t(f2)兩段組成,而漏極電流的關斷時間
t(off)=td(off)+trv十t(f)
式中:td(off)與trv之和又稱為存儲時間。
IGBT的開關速度低于MOSFET,但明顯GTR。IGBT在關斷時不需要負柵壓來減少關斷時間,但關斷時間隨柵極和發(fā)射極并聯電阻的增加而增加。IGBT的開啟電壓約3~4V,和MOSFET相當。IGBT導通時的飽和壓降比MOSFET低而和GTR接近,飽和壓降隨柵極電壓的增加而降低。
正式商用的IGBT器件的電壓和電流容量還很有限,遠遠不能滿足電力電子應用技術發(fā)展的需求;高壓領域的許多應用中,要求器件的電壓等級達到10KV以上,目前只能通過IGBT高壓串聯等技術來實現高壓應用。國外的一些廠家如瑞士ABB公司采用軟穿通原則研制出了8KV的IGBT器件,德國的EUPEC生產的6500V/600A高壓大功率IGBT器件已經獲得實際應用,日本東芝也已涉足該領域。與此同時,各大半導體生產廠商不斷開發(fā)IGBT的高耐壓、大電流、高速、低飽和壓降、高可靠性、低成本技術,主要采用1um以下制作工藝,研制開發(fā)取得一些新進展。2013年9月12日 我國的高壓大功率3300V/50A IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)芯片及由此芯片封裝的大功率1200A/3300V IGBT模塊通過,中國自此有了完全自主的IGBT“中國芯”。
可控硅有多種分類方法。
(一)按關斷、導通及控制方式分類:可控硅按其關斷、導通及控制方式可分為普通可控硅、雙向可控硅、逆導可控硅、門極關斷可控硅(GTO)、BTG可控硅、溫控可控硅和光控可控硅等多種。
(二)按引腳和極性分類:可控硅按其引腳和極性可分為二極可控硅、三極可控硅和四極可控硅。
(三)按封裝形式分類:可控硅按其封裝形式可分為金屬封裝可控硅、塑封可控硅和陶瓷封裝可控硅三種類型。其中,金屬封裝可控硅又分為螺栓形、平板形、圓殼形等多種;塑封可控硅又分為帶散熱片型和不帶散熱片型兩種。
可控硅開關
可控硅開關
(四)按電流容量分類:可控硅按電流容量可分為大功率可控硅、率可控硅和小功率可控硅三種。通常,大功率可控硅多采用金屬殼封裝,而中、小功率可控硅則多采用塑封或陶瓷封裝。
(五)按關斷速度分類:可控硅按其關斷速度可分為普通可控硅和高頻(快速)可控硅。
(六)過零觸發(fā)-一般是調功,即當正弦交流電交流電電壓相位過零點觸發(fā),是過零點才觸發(fā),導通可控硅。
(七)非過零觸發(fā)-無論交流電電壓在什么相位的時候都可觸發(fā)導通可控硅,常見的是移相觸發(fā),即通過改變正弦交流電的導通角(角相位),來改變輸出百分比。
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ABB 、POSEICO、 WESTCODE 、IXYS 、SEMIKRON 、CATELEC 、SanRex、MITSUBISHI、EUPEC 、infineon 、POWERSEM 、DAWIN、TYCO
可控硅 IGBT IPM PIM系列模塊優(yōu)勢代理
主要銷售國際的整流管,晶閘管、快速晶閘管、電力模塊等產品。總公司已在香港、臺灣和東南亞享有名氣數十載。主要銷售世界各地電力電子器件,主要包括功率模塊、IGBT模塊、可控硅模塊、整流橋模塊、二極管模塊、IGBT單管和驅動板、單三相整流橋模塊、快恢復二極管、肖特基二極管、保險絲、熔斷器和氣動元件。主要包括:英飛凌、歐派克、日本三社、IXYS艾賽斯、ABB 、POSEICO、 WESTCODE 、西門康、富士、三菱、新電源、東芝、IR、摩托羅拉、西門子、美國巴斯曼、法國羅蘭等功率模塊。
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