Kuinka tämä eristeportti-bipolaarinen transistorisiru toimii sähköautoissa?

IGBT:tä käytetään sähköajoneuvojen, junavetureiden ja emU:n vaihtovirtamoottorin tehonohjauspiiriin.

IGBT ohjaa suoraan tasa- ja vaihtovirran muuntamista, mikä määrittää käyttöjärjestelmän vääntömomentin ja suurimman tehon. Kyse on siis kiihtyvyydestä, huippunopeudesta ja energiatehokkuudesta.

IGBT muodostaa noin puolet moottorikäyttöjärjestelmän kustannuksista ja 5 % ajoneuvon kokonaiskustannuksista, joten se on sähköajoneuvon toiseksi kallein komponentti (akku on ensimmäinen). Tämä on kirjaimellisesti"ydinteknologia" sähköautoissa.

Rakenteellisesti IGBT:llä on kolme pääkehityssuuntaa:

1, IGBT pystysuora rakenne: läpinäkymätön kollektorin NPT-tyyppi, PT-tyyppi puskurikerroksella, läpinäkyvä kollektori-NPT-tyyppi ja FS-sähkökentän katkaisutyyppi;

2, IGBT-portin rakenne: tasoporttimekanismi, Trench Trench -tyyppinen rakenne;

3, piikiekkojen käsittelytekniikka: epitaksiaalinen kasvutekniikka, vyöhyke sulatettu pii yksikide;

Pakkausprosessin mukaan IGBT-moduuli voidaan jakaa hitsaustyyppiin ja puristustyyppiin. Korkeapaineiset IGBT-moduulit pakataan yleensä vakiohitsaustyyppiin, kun taas keski- ja matalapaineisissa IGBT-moduuleissa on monia uusia teknologioita, kuten sintraus hitsauksen sijaan, painekosketus lyijyliitospuristustyyppisen pakkausprosessin sijaan.

IGBT-siruteknologian jatkuvan kehityksen myötä sirun korkein työliitoksen lämpötila ja tehotiheys kasvavat, ja IGBT-moduulitekniikkaa tulisi mukauttaa niihin. Tulevaisuudessa IGBT-moduulitekniikkaa parannetaan kahdesta näkökulmasta:"sirun takaosa on hitsattu ja kiinteä" ja"etuelektrodi on kytketty toisiinsa".

IGBT:n pääsovellusalueet

Uusien tehopuolijohdelaitteiden valtavirtana IGBT:tä on käytetty laajalti teollisuudessa, 4C:ssä (viestintä, tietokone, kulutuselektroniikka, autoelektroniikka), ilmailualalla, maanpuolustuksessa ja muilla perinteisillä teollisuuden aloilla sekä rautatieliikenteessä, uudessa energiassa, älykkäässä verkkoon, uusiin energia-ajoneuvoihin ja muihin strategisesti nouseviin teollisuudenaloihin.

1. Uudet energiaajoneuvot

IGBT-moduulilla on tärkeä rooli sähköajoneuvoissa ja se on sähköajoneuvojen ja latauspinojen tekninen ydinkomponentti. IGBT-moduulin osuus sähköajoneuvojen kustannuksista on lähes 10 % ja latauspaalujen kustannuksista noin 20 %. IGBT:tä käytetään pääasiassa sähköajoneuvojen alalla seuraavissa asioissa:

A) Sähköisen ohjausjärjestelmän suuritehoinen DC/AC (DC/AC) invertteri käyttää auton moottoria;

B) Ajoneuvojen ilmastointijärjestelmän pienitehoinen DC/AC (DC/AC) invertteri, jossa käytetään IGBT:tä ja FRD:tä alhaisella virralla;

C) Älykkään latauspakan IGBT-moduulia käytetään kytkentäelementtinä;

2. Älykäs verkko

IGBT:tä käytetään laajasti älyverkon sähköntuotantopäässä, siirtopäässä, sähköasemapäässä ja tehopäässä:

Sähköntuotannon näkökulmasta tuulivoiman ja aurinkosähkön tuotannon tasasuuntaajan ja invertterin on käytettävä IGBT-moduulia.

Siirtopäästä FACTS-joustava siirtotekniikka UHV DC -siirrossa edellyttää IGBT:n ja muiden teholaitteiden käyttöä suuria määriä.

IGBT on tehoelektronisen muuntajan (PET) avainkomponentti.

Tehonkulutuksen kannalta kotitalouksien valkosähköllä, mikroaaltouunilla, LED-valaistuselementeillä jne. on suuri kysyntä IGBT:lle.

3. Junaliikenne

IGBT-laitteista on tullut tärkeimmät tehoelektroniikkalaitteet rautatieajoneuvojen vetomuuntimille ja apumuuntimille. Taajuusmuuttajatekniikka on yksi nykyaikaisen rautatieliikenteen ydinteknologioista. Taajuusmuuttajajärjestelmässä vetomuunnin on avainkomponentti, ja IGBT on yksi vetomuuntimen ydinkomponenteista.