IGBT的基本結(jié)構(gòu)
IGBT由四層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)(P-N-P-N)構(gòu)成,內(nèi)部包含三個(gè)區(qū)域:
集電極(C,Collector):連接P型半導(dǎo)體層,通常接電源正極。
發(fā)射極(E,Emitter):連接N型半導(dǎo)體層,通常接電源負(fù)極或負(fù)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(hào)。
內(nèi)部等效電路:可看作由MOSFET和GTR組合而成的復(fù)合器件,其中MOSFET驅(qū)動(dòng)GTR工作,結(jié)構(gòu)如下:
MOSFET部分:柵極電壓控制其導(dǎo)通/關(guān)斷,進(jìn)而控制GTR的基極電流。
GTR部分:在MOSFET導(dǎo)通后,負(fù)責(zé)處理大電流。 模塊的短路承受能力優(yōu)異,提升系統(tǒng)在故障條件下的安全性。杭州igbt模塊是什么
電能傳輸與分配:在高壓直流輸電(HVDC)系統(tǒng)中,IGBT 模塊組成的換流器可實(shí)現(xiàn)將交流電轉(zhuǎn)換為直流電進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸,然后在受電端再將直流電轉(zhuǎn)換為交流電接入當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)。這樣可以減少電能在傳輸過程中的損耗,提高輸電效率和可靠性。此外,在智能電網(wǎng)的分布式發(fā)電、儲(chǔ)能系統(tǒng)以及微電網(wǎng)中,IGBT 模塊也起著關(guān)鍵的電能分配和管理作用,確保電能能夠在不同的電源和負(fù)載之間靈活、高效地傳輸。
功率放大:在一些需要高功率輸出的設(shè)備中,如音頻放大器、射頻放大器等,IGBT 模塊可以將輸入的小功率信號(hào)放大為具有足夠功率的輸出信號(hào),以驅(qū)動(dòng)負(fù)載工作。例如在專業(yè)音響系統(tǒng)中,IGBT 模塊組成的功率放大器能夠?qū)⒁纛l信號(hào)放大到足夠的功率,推動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)出響亮、清晰的聲音。 寧波變頻器igbt模塊模塊支持并聯(lián)擴(kuò)容,靈活匹配不同功率等級(jí)應(yīng)用需求。
結(jié)合MOSFET和BJT優(yōu)點(diǎn):IGBT是一種復(fù)合全控型電壓驅(qū)動(dòng)式功率半導(dǎo)體器件,由BJT(雙極型三極管)和MOS(絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管)組成,兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR(雙極功率晶體管)的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點(diǎn)。GTR飽和壓降低,載流密度大,但驅(qū)動(dòng)電流較大;MOSFET驅(qū)動(dòng)功率很小,開關(guān)速度快,但導(dǎo)通壓降大,載流密度小。IGBT綜合了以上兩種器件的優(yōu)點(diǎn),驅(qū)動(dòng)功率小而飽和壓降低。
電壓型控制:輸入阻抗大,驅(qū)動(dòng)功率小,控制電路簡單,開關(guān)損耗小,通斷速度快,工作頻率高,元件容量大。
新能源發(fā)電與儲(chǔ)能領(lǐng)域
風(fēng)力發(fā)電:在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的變流器中,IGBT 模塊發(fā)揮著關(guān)鍵作用。它能將風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的頻率、電壓不穩(wěn)定的交流電轉(zhuǎn)換為符合電網(wǎng)要求的穩(wěn)定電能。在低風(fēng)速時(shí),通過 IGBT 模塊精確控制變流器,可提高風(fēng)能轉(zhuǎn)換效率,使風(fēng)機(jī)能在更寬的風(fēng)速范圍內(nèi)穩(wěn)定發(fā)電。
太陽能光伏發(fā)電:在光伏逆變器中,IGBT 模塊將太陽能電池板輸出的直流電逆變?yōu)榻涣麟?,并?shí)現(xiàn)最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT),讓光伏系統(tǒng)始終以高效率發(fā)電。同時(shí),在電網(wǎng)電壓波動(dòng)或出現(xiàn)故障時(shí),IGBT 模塊能快速切斷電路,保障系統(tǒng)和人員安全。 模塊的溫升控制技術(shù)先進(jìn),確保長時(shí)間運(yùn)行下的性能穩(wěn)定。
電力電子變換領(lǐng)域
變頻器:在工業(yè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的變頻器中,IGBT 模塊可將恒定的直流電壓轉(zhuǎn)換為頻率可調(diào)的交流電壓,實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩的精確控制。比如在風(fēng)機(jī)、水泵等設(shè)備中應(yīng)用變頻器,通過 IGBT 模塊調(diào)節(jié)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài),能有效降低能耗,相比傳統(tǒng)控制方式節(jié)能可達(dá) 30% 左右 。
UPS(不間斷電源):當(dāng)市電中斷時(shí),IGBT 模塊控制 UPS 從市電供電切換到電池供電模式,保證電力的不間斷供應(yīng)。同時(shí),在市電正常時(shí),IGBT 模塊還參與對(duì)輸入市電的整流、濾波以及對(duì)輸出交流電的逆變過程,確保輸出穩(wěn)定的高質(zhì)量電源,保護(hù)連接設(shè)備免受電力波動(dòng)影響。 模塊采用無鉛封裝工藝,符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn),推動(dòng)綠色制造。武漢igbt模塊PIM功率集成模塊
模塊的均流技術(shù)成熟,確保多芯片并聯(lián)時(shí)電流分布均勻穩(wěn)定。杭州igbt模塊是什么
高效電能轉(zhuǎn)換:IGBT 模塊能夠?qū)崿F(xiàn)直流到交流(逆變)、交流到直流(整流)以及交直流電壓變換等功能,且在轉(zhuǎn)換過程中具有較高的效率。例如在新能源汽車的充電樁中,它可將電網(wǎng)的交流電轉(zhuǎn)換為適合給汽車電池充電的直流電,同時(shí)在車載逆變器中,又能將電池的直流電轉(zhuǎn)換為交流電,為車內(nèi)的空調(diào)、音響等交流設(shè)備供電。
精確電力控制:IGBT 模塊可以通過控制其柵極電壓來精確地控制其導(dǎo)通和關(guān)斷,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電路中電流、電壓的精確控制。在電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中,通過調(diào)節(jié) IGBT 模塊的導(dǎo)通時(shí)間和頻率,可以精確控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速和扭矩,使電機(jī)能夠根據(jù)實(shí)際需求高效運(yùn)行,廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化中的電機(jī)調(diào)速、機(jī)器人控制等領(lǐng)域。 杭州igbt模塊是什么