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珠海新多力電子有限公司 宋穩(wěn)力 技術(shù)應用工程師

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組成的復合全控型電壓驅(qū)動式功率半導體器件，兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導通壓降兩方面的優(yōu)點，非常適合應用于電力變換和傳動領域。

IGBT開發(fā)之初主要應用在電機、變換器、UPS、EPS、伺服、無功補償、軟啟動設備等工業(yè)控制領域。IGBT憑借著驅(qū)動簡單、開關(guān)頻率高、開關(guān)損耗小、可實現(xiàn)短路保護等優(yōu)點在中高壓應用領域中競爭力逐步顯現(xiàn)。

 低碳時代的熱門詞少不了“新能源”、“高鐵”、“電動汽車”、“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體的應用，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)展路線來看又對以往的功率器件有一個逐步替代的作用。目前我國IGBT市場占整個功率器件市場份額尚不足10%,預計未來幾年IGBT市場隨著節(jié)能減排的推進將得到快速發(fā)展。未來IGBT模塊在以下幾個領域?qū)休^大的突破。

1.     風力發(fā)電

風力發(fā)電機如要獲得穩(wěn)定的電能并網(wǎng)發(fā)電，必須依靠相應的變頻、逆變系統(tǒng)。現(xiàn)今，全球幾乎一半的風力發(fā)電機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。粗略估計上述軌道交通市場對IGBT模塊的需求將超過3百萬個，可以想見軌道交通給IGBT市場所帶來的空前機遇和發(fā)展空間。

4.電動汽車

電動汽車最關(guān)鍵的瓶頸是電機驅(qū)動控制和充放電，賽米控SKIM系列的IGBT功率模塊，采用最先進的燒結(jié)技術(shù)封裝，更加適合應用在高溫、振動、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)，負荷側(cè)的電機變頻控制、智能家電產(chǎn)品、LED照明驅(qū)動等方面也對IGBT等功率器件形成了大量的需求。

在使用IGBT時，對其驅(qū)動電路性能的要求不斷提高

隨著IGBT應用領域的擴大，對其驅(qū)動電路性能的要求也不斷提高。由于驅(qū)動電路是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裝置的可靠性。用戶在使用IGBT模塊時，應選擇適當?shù)尿?qū)動電路與系統(tǒng)的可靠性相匹配。

通常驅(qū)動電路應具備以下功能。

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

保護功能：當IGBT短路或者過流時，驅(qū)動電路能在最短時間內(nèi)關(guān)斷IGBT，保護功率器件。

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)動電路必須具有電氣隔離功能。

基于驅(qū)動電路的重要性，設計人員大多采用集驅(qū)動和保護功能于一體的集成驅(qū)動模塊，賽米控目前可以提供多款針對不同容量和拓撲結(jié)構(gòu)功率器件的集成驅(qū)動模塊，并且賽米控的驅(qū)動模塊可以在不同應用場合適用于任何品牌的IGBT模塊。

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