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  • 低损耗特性的超软IGBT续流二极管,你知道吗?

    低损耗特性的超软IGBT续流二极管,你知道吗?

    你知道低损耗特性的超软IGBT续流二极管吗?它有什么特点?2018年6月22日,德国慕尼黑讯——英飞凌科技Bipolar GmbH & Co. KG推出专为现代IGBT应用而设计的新型二极管系列:英飞凌Prime Soft。该二极管具备改进的关断能力,关断速度可达5 kA/µs。Prime Soft以广受好评的基于单硅芯片设计的IGCT续流二极管系列为基础。该二极管的典型应用为使用电压源变换器的HVDC/FACT和中压驱动设备,这些应用的特点是对功率损耗的要求很高。 采用新型Prime Soft二极管的客户将受益于行业领先的低导通损耗。这是通过单硅芯片设计实现的,与多芯片二极管相比,其有效硅芯片面积增加了25%以上。这种新型设计将最高结温达140°C下开关功率提高到6-10 MW。与硅和钼载体之间没有牢固金属镕接的自由浮动压接封装相比,这种新型熔接器件的热阻降低了大约20%。 除了高可靠性和良好的热性能外,英飞凌Prime Soft二极管具备最小的开关损耗。它的软反向恢复性能在所有相关工况下均无不当振荡。除了电气参数之外,新的机械概念通过串联叠压组件式IGBT和续流二极管来简化堆叠压组件结构。这种叠压组件设计使组装所需的时间缩短了大约50%。 供货 压装式超软IGBT续流二极管具备4.5 kV阻断电压。该二极管有三种不同的封装直径:D1600U45X122、D2700U45X122和D4600U45X172。 英飞凌 Prime Soft二极管的单硅芯片设计使得有效硅芯片面积增加,相比多芯片二极管而言增加了25%以上。这种新型设计将140°C最高结温下开关功率提高到6-10 MW。以上就是低损耗特性的超软IGBT续流二极管解析,希望能给大家帮助。

    时间:2020-07-05 关键词: 二极管 igbt 低损耗

  • 青铜剑技术推出第二代多功能高精度脉冲信号发生器

    青铜剑技术推出第二代多功能高精度脉冲信号发生器

    近日,中国IGBT驱动领军企业青铜剑技术推出第二代多功能高精度脉冲信号发生器(PSG-06_V2.0)。该设备主要用于IGBT、MOSFET及其驱动器测试系统,是IGBT研究、IGBT驱动及其他电源类产品开发做前期设计验证的理想工具,同时也可用于IGBT功率模组的测试系统,服务于产线。 PSG-06_V2.0可以工作在单、双、多脉冲模式、连续周期脉冲模式和SPWM模式,精准模拟控制器下发到IGBT驱动器的开关信号。在各类功率变换器产品的开发阶段,因为脉冲信号发生器的存在,可以将开发任务中的功率部分与控制部分的工作分离开,由各自的工程师并行独立设计,使功率部分电路设计能够尽早的得到验证,避免因设计改版耽误项目进度,从而缩短整个项目开发周期;而在产品生产阶段,配合测试系统的其他部件,则可用于IGBT功率模组电路部件的测试检验。 脉冲模式多样 PSG-06_V2.0在脉冲模式下可进行单脉冲、双脉冲或多脉冲测试,在连续周期脉冲模式下可以进行周期及占空比可调的连续周期脉冲测试,在SPWM模式下采用开环控制方式可以模拟单相、三相逆变控制器的PWM信号输出用于IGBT功率模组的测试。另外,在双脉冲测试界面设置有“长高端口”,可用于上下管的直通测试,也可以用于三电平或更多电平的IGBT模块内外管的双脉冲测试时为某一管提供常开控制信号,为测试提供了极大的便利。 接口功能齐全 PSG-06_V2.0脉冲信号发生器的脉冲设置步长最小为0.1us,脉冲精度达±10ns,无需示波器调校即可直接按需求输出。多种脉冲模式可选,脉冲宽度、间隔时间、脉冲周期均随意设置,脉冲发生通道可选择从PWM1~PWM6任一端口输出信号。脉冲输出电平具有5V和15V两种端口,可根据需求进行选择对应的PWM端口,解决了因IGBT驱动器输入电平不同而无法兼容的应用问题。 PSG-06_V2.0拥有15V、5V、3.3V电源输出端口和六个光纤接口。其中15V电源输出为IGBT驱动器提供直流电源,光纤接口包含两个故障信号输入和四个PWM信号输出。 触屏操作便捷 PSG-06_V2.0采用4.3寸真彩色液晶触摸屏,人机界面简洁友好。便携式设计,方便移动,操作简单,方便工程师快速上手。相比第一代产品,显示界面得到了优化,看起来更加美观;同时增加了基础功能设置按钮和帮助功能按钮,使用更加便利;也增加了中英文切换功能,满足国内外用户的使用需求。 青铜剑技术深耕IGBT驱动领域十余年,积累了丰富的驱动设计和测试经验。在脉冲信号发生器研发方面具有得天独厚的技术优势,产品一经推出就受到行业客户的认可及追捧。目前青铜剑脉冲信号发生器在国内外销售火爆,为全球客户提供方便快捷的IGBT、MOSFET和驱动器测试服务。如您对产品感兴趣,可登陆青铜剑网站了解详情,或通过电话(0755-33379866)与我们联系。

    时间:2020-07-03 关键词: 信号发生器 igbt 脉冲模式

  • 比亚迪是目前中国第一家实现车规级IGBT大规模量产的企业

    比亚迪是目前中国第一家实现车规级IGBT大规模量产的企业

    提到比亚迪,大家很容易联想到的就是汽车,尤其是新能源汽车。比亚迪在今年前11个月累计销售纯电动乘用车82258辆,插电混动乘用车107884辆,并且还销售了11019辆新能源商用车,可以说,在新能源汽车领域,比亚迪成绩斐然。 与其他车企不同的是,比亚迪新能源汽车的核心零部件均为自产,大到像电池、电机和电控这样的部件,小到IGBT模块,比亚迪都是自己研发的。 电池、电机、电控这些零部件的确是更多的被人提起,IGBT则很少为人所知了。在过去相当长的时间里,IGBT的核心技术始终掌握在国外厂商手里,中高端IGBT市场90%的份额被国际巨头垄断,导致“一芯难求”,成为制约我国电动车行业健康、快速发展的主要瓶颈。 而比亚迪在十多年前就开展了这一技术的攻关,研发出了自己的IGBT,打破国际巨头对的技术垄断;昨日(12月10日),比亚迪又在宁波发布了在车规级领域具有标杆性意义的 IGBT4.0 技术,再次将堪称电动车CPU的核心技术带到了“聚光灯”下。据了解,比亚迪是目前中国第一家实现车规级 IGBT 大规模量产、也是唯一一家拥有 IGBT 完整产业链的车企。 IGBT在电动汽车上的用途 IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) 全称“绝缘栅双极型晶体管”,是一种大功率的电力电子器件,主要用于变频器逆变和其他逆变电路,将直流电压逆变成频率可调的交流电。对于电动车而言,IGBT 直接控制驱动系统直、交流电的转换,同时对交流电机进行变频控制,IGBT的好坏直接决定了车辆的扭矩和最大输出功率。 简单来讲,IGBT是车内电能的转换器,把电池系统的电能转换成适合的大小从而来驱动各个零部件(包括电机、空调等等)的工作,对于提高车辆的用电效率能起到关键的作用。 IGBT的技术难点 IGBT的研发制造难度极高。IGBT芯片仅有人的指甲大小,但却要在其上蚀刻十几万乃至几十万的微观结构电路,仅能在显微镜下查看。 IGBT芯片设计难度高。IGBT虽然是一个开关器件,但涉及到的参数多达十几个,很多参数之间是相互矛盾,需要根据应用折衷考虑。 晶圆制造工艺难度大。最主要体现在薄片加工处理上。采用最新的1200V FS技术的IGBT,需要将晶圆减薄到120um(约两根头发丝直径)的厚度,再进行10余道工序加工。 晶圆制造的厂房洁净度要求非常高,需要一级净化。一个零点几微米的微尘掉落在晶圆上,就会造成一颗IGBT芯片失效。 比亚迪IGBT的研发历程 长期以来,IGBT的核心技术始终掌握在国外厂商手里。为了攻克这些技术难题,比亚迪率先开展了相关研究。 昨晚比亚迪发布的 IGBT 4.0 已经可以达到与国际主流水平一较高下的水平了。而回顾比亚迪 IGBT 的研发历程,从 2005 年开始,到今年已经走过了 13 个年头。用比亚迪第六事业部总经理陈刚的话来说,IGBT 并不是靠砸钱就能砸出来的。 2005 年比亚迪组建 IGBT 研发团队,正式布局 IGBT 产业; 2007 年建立 IGBT 模块生产线,完成首款电动汽车 IGBT 模块样品组装; 2008 年投资建立晶圆工厂,同一年比尔盖茨到访了解比亚迪 IGBT 产品; 2009 年比亚迪 IGBT 1.0 芯片研发成功,通过中国电力电子协会组织的科技成果鉴定; 2010 年自主研发的 IGBT 产品批量供货给自家的新能源汽车 F3DM; 2011 年自主研发的 IGBT 芯片开始在纯电动汽车e6上批量装车; 2012 年全球首创将航空航天级 AlSiC(碳化硅铝)材料大批量用于车用 IGBT 模块,同年 IGBT 2.0 芯片成功; 2013 年搭载 IGBT 2.0 芯片的模块通过汽车全面认证; 2014 年搭载 IGBT 2.0 芯片的模块在e6、K9等新能源车型上批量装车; 2015 年 IGBT 芯片研发成功,首款大巴专用IGBT模块研发成功; 2016 年搭载 IGBT 2.5 芯片的模块批量装车,同年IGBT模块工厂通过标准认证; 2017 年 IGBT 4.0 芯片研发成功,同年首款双面水冷IGBT模块研发成功; 2018 年搭载 IGBT 2.5 芯片的模块开始批量外供,同年搭载IGBT 4.0芯片的模块顺利装车; 2019 年将推出搭载SiC(碳化硅)电控的电动车; 目前,比亚迪是中国唯一一家拥有IGBT完整产业链的车企:包含IGBT芯片设计和制造、模组设计和制造、大功率器件测试应用平台、电源及电控等。 比亚迪打破IGBT市场格局 相关数据显示,传统IGBT市场90%已经被欧美、日本国际巨头占据。大多数IGBT厂商都涉足该领域有数十年之久。国外研发IGBT器件的公司主要有英飞凌、ABB、三菱、西门康、日立、富士、TOSHIBA、IXYS和APT公司等,其IGBT技术成熟,已实现了大规模商品化生产,IGBT产品电压规格涵盖600V-6500V,电流规格涵盖2A-3600A,形成了完善的IGBT产品系列。其中,西门康、仙童(被安森美收购)等企业在1700V及以下电压等级的消费级IGBT领域处于优势地位;ABB、英飞凌、三菱电机在1700V-6500V电压等级的工业级IGBT领域占绝对优势,3300V以上电压等级的高压IGBT技术更是被英飞凌、ABB、三菱三家公司所垄断,它们代表着国际IGBT技术最高水平。 然而,此次比亚迪推出的IGBT4.0,在诸多关键技术指标上都优于当前市场主流产品,例如: 1、电流输出能力较当前市场主流的IGBT高15%,支持整车具有更强的加速能力和更大的功率输出能力。 2、同等工况下,综合损耗较当前市场主流的IGBT降低了约20%。这意味着电流通过IGBT器件时,受到的损耗降低,使得整车电耗显著降低。 3、温度循环寿命可以做到当前市场主流IGBT的10倍以上。这意味着比亚迪电动车在应对各种极端气候、路况时,能有更高的可靠性和更长的使用寿命。 掌握核心技术的带来的优势 得益于较早进行电动汽车相关核心技术的研发,比亚迪的很多市场策略都走在了行业前列。 2008年,比亚迪推出全球首款量产的插电式混合动力汽车F3DM。这是全球第一款上市的不依赖专业充电站的双模电动车,搭载了全球首创的双动力混合系统(EV+HEV)。 2010年5月,850辆比亚迪e6纯电动出租车陆续在深圳投放运营,成为国内首个批量投入运营的纯电动出租车队。2017年底,深圳已累计推广应用纯电动出租车近1.3万辆,占全市所有出租车近65%,成为全球纯电动出租车规模最大、应用最广的城市。 2010年5月,约800辆K9纯电动巴士开始陆续在深圳投放。至2017年12月,深圳推广各类纯电动巴士16359辆,除保留少部分非纯电动车作为应急运力外,实现了全市专营公交车辆的电动化。近8年间,行驶路程最长的比亚迪电动巴士已经运行了423595公里,相当于深圳往返宁波192次。2014-2017年,比亚迪连续四年位居纯电动大客车(长度为10米及以上)全球销量第一。 比亚迪在IGBT领域取得的成就让电动汽车的这一核心技术不再受制于人,而今IGBT4.0的推出,不仅能够支撑比亚迪汽车在各项性能上领先,也让中国的新能源汽车产业有了更多底气。

    时间:2020-06-18 关键词: 比亚迪 新能源汽车 igbt

  • 新能源汽车带给国产IGBT的发展机遇不言而喻 挑战也不容小觑

    新能源汽车带给国产IGBT的发展机遇不言而喻 挑战也不容小觑

    国内汽车界中,“一芯难求”的现状被打破了。 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor,绝缘栅双极型晶体管),是能源变换与传输的核心器件。采用IGBT进行功率变换,能够提高用电效率和质量,是解决能源短缺问题和降低碳排放的关键技术。IGBT约占电机驱动系统成本的一半,而电机驱动系统占整车成本的15-20%,也就是说,IGBT占整车成本的7-10%,是除电池之外成本第二高的元件,也决定了整车的能源效率。 然而,一个不得不提的业内现实是,这样重要的功率器件,却长期来基本被英飞凌、三菱、富士电机、仙童等国外巨头垄断全球市场。在国内市场,中高端IGBT产能严重不足,长期依赖国际巨头,导致“一芯难求”。 现在,这种“外资寡头垄断”的市场格局正在被逐渐瓦解。随着以比亚迪为代表的本土新能源汽车厂商在IGBT领域实现技术的突破,中国的新能源汽车配套产业格局正在悄然生变。据了解,截至2018年11月,比亚迪累计申请IGBT相关专利175件,其中授权专利114件。 “我们可以很自豪地说,在IGBT这个领域中国可以与欧洲、日本三分天下。” 比亚迪第六事业部总经理陈刚如是说。 “指甲”般大小,“心脏”般重要 一说起IGBT,有些制造半导体的人内心并不十分重视,他们常想:不就是一个分立器件吗?然而和28nm/16nm集成电路制造一样,IGBT是国家“02专项(《极大规模集成电路制造技术及成套工艺》项目,因次序排在国家重大专项所列16个重大专项第二位,在业内被称为02专项)”的重点扶持项目。 IGBT芯片只有人的指甲盖那么大小,其上蚀刻十几万乃至几十万的微观结构电路,只有借助显微镜才能看清。然而,就是这个指甲盖大小的东西,却在能源转换与传输中起着心脏般的重要作用,它被称为电力电子装置的“CPU”。 相较于早期的各种电力电子器件相比,IGBT具有高输入阻抗、高速开关特性、导通状态低损耗等特点。采用IGBT进行功率变换,能够提高用电效率和质量,其高效节能和绿色环保的特点,是解决能源短缺问题和实现低碳排放的关键技术支撑。 IGBT是什么?简单来说,它是一个非通即断的开关:导通时可以看做导线,断开时即为开路。IGBT融合了MOSFET以及BJT两种器件的优点,如驱动功率小,饱和压降低等。 虽然IGBT中文翻译为“绝缘栅双极型晶体管”,但其最常见的形式是模块(Module),并非单管。模块是由多个IGBT芯片并联,电流规格更大。 IGBT模块在电动汽车中发挥着至关重要的作用,它是电动汽车及充电桩等设备的核心技术部件。例如,在电动控制系统,大功率直流/交流(DC/AC)逆变后驱动汽车电机;车载空调控制系统,小功率直流/交流(DC/AC)逆变,使用电流较小的IGBT和FRD;智能充电桩中,IGBT模块被作为开关元件使用。 IGBT模块的优势显而易见,然而令人意外的是,全球电动汽车龙头特斯拉却只使用IGBT单管。因为单就价格而言,单管要远低于模块。据了解,全球的新能源车企中,除特斯拉和国内少数低速电动外,大部分品牌的新能源汽车都在使用IGBT模块。 IGBT有望迎来黄金发展期,中国市场却被国外巨头垄断多年 近年来,全球新能源汽车发展如火如荼。业内一致认为,电动化、智能化、网联化、共享化会是未来新能源汽车的发展趋势。电动化平台是这些技术的重要基础。而IGBT作为新能源汽车动力、电源系统中的核心器件,也将迎来黄金发展期。 数据显示,2017年,全球共销售新能源汽车超过120万辆,占全球汽车销量的1.2%。同时,新能源汽车用IGBT的市场规模占IGBT市场的17%,达到7亿美元。 2016年全球电动车销量大约200万辆,共消耗了大约9亿美元的IGBT管,平均每辆车大约450美元,是电动车里除电池外最昂贵的部件。其中,混合动力和PHEV大约77万辆,每辆车需要大约300美元的IGBT,纯电动车大约123万辆,平均每辆车使用540美元的IGBT,大功率的纯电公交车用的IGBT可能超过1000美元。 巨大的市场潜力,吸引了全球各路电子巨头前来淘金。据统计,全球IGBT市场主要竞争者包括德国英飞凌、日本三菱、富士电机、美国安森美、瑞士ABB等,前五大企业的全球市场份额超过70%。 同时,这些国际巨头的兼并重组正在加速。前年,恩智浦与飞思卡尔两大巨头合并,行业集中度进一步提高。此外,高通、英特尔等电子巨头都在竞相进军汽车芯片市场。 有分析称,未来的新能源汽车市场变革中,中国会承担引领者的角色。据BNEF的长期预测显示,随着新能源汽车对内燃机汽车在成本方面逐渐建立起领先优势,到2025年全球新能源汽车的销量有望增至1100万辆。其中,中国占全球市场份额中将接近50%。在新能源汽车快速发展的大势下,GGII预估,国内新能源汽车和充电桩市场将出现200亿IGBT模块的需求量。 然而,一个令人心酸的事实是,在国内市场,中高端IGBT产能严重不足,汽车IGBT市场被英飞凌、意法半导体、瑞萨电子、恩智浦等国际巨头所垄断。“国内用的芯片大多依靠进口,尤其是核心汽车电子控制芯片基本都掌握在外国人手中,国内的汽车电子芯片技术还差得很远。”中国汽车工程学会装备部部长陈长年曾这样感慨。 和中国形成鲜明对比的是日本。以丰田为例,尽管在已有本土IGBT巨头,但其在开发混合动力车时,还是选择将IGBT管完全控制在自己手中,成为了全球唯一能够自产IGBT管的汽车厂家。普锐斯也因此获得强大的生命力,成为目前全球唯一的强混合动力车。 突破技术壁垒,本土厂商发力IGBT市场 浏览器关键词一搜,“中国IGBT技术到底有多落后?”诸如此类的言论总是铺天盖地,仿佛技术落后成了“一芯难求”的最根本因素。 事实上,国内的技术壁垒正在被逐渐打破。知乎上一位高赞答主说:“作为一名IC民工,身处世界前三的储存器工厂,明显感觉近两年业内行情见好,国家开始大力扶持芯片产业了。确实,目前中国半导体技术还处于起步阶段,但是有钱有人,还是能成功的。连我们公司的外国老大都说,中国的半导体行业肯定会起来,但是还需要几年。这几年就是交学费的过程。良品率就是一点一点试出来的。路还是要靠我们这一批半导体工程师自己趟出来”。 这段回答,和陈刚在比亚迪IGBT4.0发布会上的讲的一段话很像。陈刚说,比亚迪的团队经历了十三年的积累,才在2017年开始研发出了IGBT4.0。 目前,新能源车用IGBT方面,比亚迪研发出的全新车规级产品IGBT4.0,其芯片损耗、模块温度循环能力、电流输出能力等关键指标,达到了全球领先水平。具体体现在,产品的综合损耗相比当前市场主流产品降低了约20%,使得整车电耗降低;产品模块的温度循环寿命可以做到当前市场主流产品的10倍以上;搭载IGBT4.0的V-315系列模块在同等工况下较当前市场主流产品的电流输出能力提升15%。 瞄准车用IGBT的车企不止比亚迪。2017年年底,江苏宏微科技股份有限公司就与北汽新能源汽车股份公司联合成立宏微-北汽新能源IGBT联合实验室,以实现提高车用IGBT性能;今年3月,上汽集团股份有限公司与英飞凌以51:49股比合资成立的上汽英飞凌汽车功率半导体(上海)有限公司正式开业;今年4月,针对新能源市场,中科君芯推出新能源汽车领域DCS-IGBT芯片。 据分析,2018-2025年期间,中国新能源汽车及相关产业带动的IGBT市场规模共计超过1200亿元。华虹宏力集成一部研发总监杨继业认为,新能源汽车既是节能环保的迫切需求,也是我国汽车产业转型升级的一个突破口。IGBT作为新能源汽车动力、电源系统中的核心器件,将随之迎来绝佳的发展机遇。 新能源汽车带给国产IGBT的发展机遇不言而喻,挑战也不容小觑。 业内专业人士分析称,从应用的角度出发,车用IGBT对其技术发起了更高的挑战。首先,汽车的大众消费属性对IGBT的使用寿命提出了更高要求,需要满足使用寿命内数十万次甚至百万次的功率循环要求;其次,汽车需要面临着例如爬坡涉水、频繁启停等更为复杂的工况,这对其装配体积和散热效率都提出了更高的要求。 从行业的角度出发,据了解,目前国际主要的IGBT厂商采用的均为IDM模式。IDM商业模式是国际整合元件制造商模式。IDM厂商的经营范围涵盖了IC设计、IC制造、封装测试等各个环节,甚至也会延伸到下游电子终端。采用这一模式的一般有美国、日本和欧洲半导体产业。例如,Intel、三星、TI、东芝、意法半导体等。IDM企业注重技术积累,具有领先优势的头马会不断提高技术门槛,后来者追赶难度随之增大。 对此,比亚迪IGBT产品中心产品总监杨钦耀表示,做IGTB的研发团队要多跟下游沟通进行融合,去做适合于应用端的产品实现,这样才能实现IGBT产业化。 “人才培养和产品的标准化也是实现IGBT产业化的必需条件。” 杨钦耀分析。

    时间:2020-06-17 关键词: 新能源汽车 电动汽车 igbt

  • ROHM新推基于AEC-Q101标准的四款车载用1200V耐压IGBT“RGS系列”

    ROHM新推基于AEC-Q101标准的四款车载用1200V耐压IGBT“RGS系列”

    全球知名半导体制造商ROHM(总部位于日本京都)新推出四款支持汽车电子产品可靠性标准AEC-Q101※1)的1200V耐压IGBT“RGS系列”产品。该系列产品非常适用于电动压缩机※2)的逆变器电路和PTC加热器※3)的开关电路,而且传导损耗更低※4),达到业界领先水平,非常有助于应用的小型化与高效化。另外,加上已经在量产中的650V产品,该系列共拥有11种机型,产品阵容丰富,可满足客户多样化需求。 该系列产品已于2019年1月份开始暂以月产100万个的规模投入量产(样品价格750日元~/个,不含税)。前期工序的生产基地为LAPIS Semiconductor Miyazaki Co., Ltd.(日本宫崎县),后期工序的生产基地为ROHM Integrated Systems (Thailand)(泰国)。 近年来,随着环保意识的提高和燃油价格的飙升,电动汽车的市场需求不断增长。搭载引擎的传统车辆,压缩机的动力源为引擎,而随着电动车辆的增加,压缩机日益电动化,而且其市场规模也在不断扩大。另外,以往汽车空调制热,是利用引擎运行的废热;如今以PTC加热器为热源使温水循环制热的系统等的需求也在日益增加。由于驱动频率较低,这些应用的逆变器电路和开关电路中所使用的半导体主要是IGBT。尤其是在电动汽车中,压缩机和加热器的功耗会影响续航距离,因此需要更高的效率。 另一方面,为了延长电动汽车(EV)的续航距离,所配置电池的容量也呈日益增加趋势。特别是在欧洲,采用高电压(800V)电池的汽车越来越多,这就需要更高耐压且更低损耗的功率元器件。因此,除650V耐压的IGBT产品外,对1200V耐压IGBT的需求也日益高涨。 在这种背景下,ROHM开发出满足汽车电子产品可靠性标准AEC-Q101的1200V耐压产品,与650V耐压产品共同构成了丰富的产品阵容。RGS系列实现了业界领先的低传导损耗(Vce(sat.)),非常有助于应用的小型化和高效化。此外,1200V耐压产品的短路耐受※5)时间为10μsec(Tj=25℃),即使在要求高可靠性的车载领域也可放心使用。 <特点> 1.业界领先的低传导损耗 通过优化器件结构,在1200V耐压级别将传导损耗(VCE(sat.))降至1.70V(typ Tj=25℃),与其他公司同等产品(1200V、40A产品)相比,传导损耗改善了约10~15%。 尤其是在电动压缩机和PTC加热器中,由于驱动频率较低,故对传导损耗的重视程度高于开关特性,RGS系列的出色表现已经获得客户的高度好评。 2.产品阵容丰富,满足客户多样化需求 此次推出的四款1200V耐压产品,加上量产中的650V耐压产品,共11种机型。产品阵容中包括IGBT单品和续流二极管※6)内置型两种类型的产品,客户可根据需求自由选用。 <目标电路示例> <术语解说> ※1)汽车电子产品可靠性标准AEC-Q101 AEC是Automotive Electronics Council的缩写,是大型汽车制造商和美国大型电子元器件制造商联手制定的汽车电子元器件的可靠性标准。Q101是专门针对分立半导体元器件(晶体管、二极管等)制定的标准。 ※2)电动压缩机 内置电机的压缩机。主要用于混合动力汽车和电动汽车等的空调中。 ※3)PTC(PosiTIve Temperature Coefficient:正温度系数)加热器 电流流过PTC元件使之产生热量。低温时会流过大电流,产生大量热量,随着发热量的增加,电阻值增大,电流受限,从而抑制发热量。利用这些特性,可加热空气和水,并使之循环,从而成为制热用的热源。 ※4)传导损耗 MOSFET和IGBT等晶体管因元器件结构的缘故,在电流流动时会发生电压下降。传导损耗是因这种元器件的电压下降而产生的损耗。 ※5)短路耐受能力 对于引起元器件损坏的短路(用低阻值的电阻器连接电子电路的两点)的耐受能力。 ※6)续流二极管 当电流在线圈中流动时,能量被存储为磁场,因此即使在开关关断时也会产生电压以保持磁场,为了防止这种情况,与开关元件并联插入的二极管。

    时间:2020-06-05 关键词: 汽车电子 igbt rohm

  • 新能源汽车作为我国的七大新兴产业之一 IGBT芯片技术同样不容忽视

    新能源汽车作为我国的七大新兴产业之一 IGBT芯片技术同样不容忽视

    人无远虑,必有近忧! 近日,中美贸易摩擦再次升级成为众人关注的焦点。美方对中方的压制以及中方的抵制,“备胎芯片”全部转正让国人热血沸腾。然而,除了通讯等关键技术外,汽车产业作为国民经济的支柱产业,新能源汽车作为我国的七大新兴产业之一,新能源汽车用IGBT芯片等关键技术同样不容忽视。 作为中国高科技产业发展的重心和先进示范基地,深圳在通讯、半导体、人工智能、锂电、新能源汽车等产业上,是全国发展的标杆!近日,在深圳发改委发布的《深圳市绿色低碳产业2019年第二批扶持计划的通知》中明确,将重点加强新能源汽车、先进核能、高效储能、可再生能源等产业的鼓励和扶持。其中,新能源汽车是重点扶持的领域! 通知明确,纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池等新能源整车以电池、电控、电机、充电设备、直流变换器等关键零部件材料、制造和装备要重点支持。此外,电动车用大功率IGBT芯片及碳化硅MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)芯片模块等关键零部件,车载储氢系统以及氢制备、储运和加注技术要加快研发及产业化。 IGBT芯片是新能源汽车的“CPU” 作为电动汽车的“大脑”,IGBT可以说是电动车的核心技术之一,IGBT的性能直接影响电动车功率的释放速度。 当前,IGBT在新能源汽车的能源变换与传输中,主要作用是交流电和直流电的转换,同时IGBT还承担电压的高低转换的功能,外界充电的时候是交流电,需要通过IGBT转变成直流电然后给电池,同时要把220V电压转换成适当的电压以上才能给电池组充电。电池放电的时候,通过IGBT把直流电转变成交流电机使用的交流电,同时起到对交流电机的变频控制,变压必不可少。 目前,新能源汽车产业的到来让国内的汽车企业兴奋不已,不少车企认为这是我国汽车产业弯道超车的绝佳机会,然而,没有核心技术的新能源汽车弯道超车仍是个伪命题。 电动汽车时代,国产电控技术与国外的差距,将比内燃机时代更大。在内燃机时代,通过测绘模仿,发动机性能能达到80%。而电气化时代,经过晶圆切割、测试、封装制造出来,好比计算机CPU的新能源汽车IGBT芯片如何山寨别人呢?答案是艰难。 IGBT市场需求大,但大部分却依靠进口 纵观当前的新能源汽车市场,新能源与智能化的发展趋势火热,我国新能源汽车用IGBT未来市场规模将有望达到百亿级…… IGBT芯片在当前的市场需求越来越大,那么占整车成本的如何呢?据统计,目前平均每辆汽车装载要8个汽车芯片,随着新四化趋势的需求越来越大,未来汽车芯片用量也将会越来越多。而目前,国内汽车行业所用芯片几乎大部分靠进口。 不仅汽车,IGBT在现代交通系统中有多重要?从以下数字便可看出一二。在直流充电桩中,30%的原材料成本是IGBT;电力机车一般需要500个IGBT模块;动车组需要100个IGBT模块;一节地铁需要50-80个IGBT模块…… 总归下来,IGBT约占电机驱动系统成本的一半,而电机驱动系统占整车成本的15-20%,这样算来,IGBT占整车成本的7-10%,在新能源汽车中,IGBT是除电池之外成本第二高的元器件,也控制着整车的能源效率。 那么,作为我国新能源汽车产业弯道超车的关键技术,IGBT目前在国内的发展现状如何?在中美贸易争端面前,当前哪些企业具备了IGBT芯片的研发和生产?我们与国外的水平相比差距又如何呢? 打造电动汽车中国“芯”,我们距离国外还有多远? 当前,中国成为全球最大的新能源汽车市场,自主新能源车企在迎来重大发展机遇的同时,新能源汽车的许多关键技术却仍然依赖于进口。国内车用IGBT技术刚刚起步,芯片和模块在国内尚未完全形成产业布局。目前我国新能源汽车IGBT产品98%以上采用国外进口,费用极高。 而国内在电机、电控领域的自主化程度仍远落后于动力电池领域的研发和生产。IGBT芯片等仍不具备完全自主生产能力,具备系统完整知识产权的整车企业和零部件企业仍是少数。 目前国内的IGBT主要厂商有中车时代电气、比亚迪、士兰微、华微、嘉兴斯达、中环股份等。去年12月,比亚迪在宁波发布IGBT4.0,宣布多项参数优于行业水平,目前看来,比亚迪将在汽车功率半导体上更进一步,并有望对国内新能源车厂开放IGBT供应,打破国外垄断的格局。 不过,我国IGBT技术与国外的差距仍很大。这些在国内IGBT技术较为先进的企业中,其中符合新能源汽车配套条件的只有一两家,而且其在技术成熟度和先进性上,做得仍然不够完善。IGBT目前已经发展到7.5代,第7代由三菱电机在2012年推出,三菱电机目前的水平可以看作7.5代,我国目前仍处于第三、四代水平上,差距较大。 在国外知名的IGBT厂商中,日本三菱电机是领先的生产厂商,富士电机是世界第二大的IGBT器件制造商,几乎占据了全日本的电动汽车领域;德国有代表性的企业有英飞凌、西门康、威科等,英飞凌是世界第三大IGBT生产商,目前,英飞凌在国内新能源汽车用IGBT市场所占份额高达七成!除了日系厂家,英飞凌几乎包揽了所有电动汽车的IGBT市场。 技术上的瓶颈和差距暂且不说,单从市场份额来看,近乎全部依赖于国外进口IGBT的我国电动汽车如果想要弯道超车,一旦被切断了来源,将举步维艰。 编辑点评: 或许,此番贸易争端还只是一个小小的开始。随着中国高新技术产业的不断发展,产业不断升级的背后,触碰到的是外资企业的奶酪。在不合理的重重压迫之下,自主企业如若没有自己的“备胎”,未能掌握核心技术,将寸步难行。唯有保证芯片的国产化,我国新能源汽车产业才有望可持续发展!

    时间:2020-06-04 关键词: 新能源汽车 igbt

  • 高度灵活的门极驱动器系统,你了解吗?

    高度灵活的门极驱动器系统,你了解吗?

    你知道高度灵活的门极驱动器系统吗?美国加利福尼亚州圣何塞,2019年6月26 – 深耕于中高压逆变器应用门极驱动器技术领域的知名公司Power Integrations(纳斯达克股票代号:POWI)今日推出SCALE-iFlex™门极驱动器系统,新产品适合耐用介于1.7 kV至4.5 kV的IGBT、混合型和碳化硅(SiC) MOSFET功率模块。该系统由一个中央绝缘主控制(IMC)和一到四个模块适配型门极驱动器(MAG)组成。IMC提供4.5 kV耐压。这些MAG可支持1700 V、3300 V和4500 V电压等级的不同功率模块、厂家和半导体开关技术。 SCALE-iFlex门极驱动器系统轻松支持业界最新功率模块的并联,以最小的开发成本提供可靠且高度灵活的系统扩展性。MAG的位置临近模块的控制端子,可提供优异的开关性能,IMC在MAG与用户的MCU处理功能(例如,PWM命令、短路和欠压故障报告以及NTC和直流母线电压测量)之间执行所有必要的通信。 IMC配有电气接口或者符合加强绝缘的光纤接口,并且符合1700 V和3300 V功率模块的EN 50124-1、IEC 61800-5-1和UL 61800-5-1标准。光纤IMC还符合4500 V半导体的基本绝缘要求。器件涂覆双面三防漆,产品经过全面的在线测试(ICT),100%进行HIPOT(高压绝缘)及局部放电测试,确保具备极高的可靠性。新器件具备一整套完善的保护特性,例如欠压保护、高级软关断(ASSD)短路保护以及加强绝缘(3300 V耐压)的NTC温度检测。 Power Integrations产品技术经理Thorsten Schmidt表示:“SCALE-iFlex门极驱动器系统适合所有一线模块厂商最新的1700 V至3300 V功率模块。该系统可为苛刻的应用提供极高的可靠性,这些应用包括风力涡轮机逆变器、工业驱动以及轨道交通应用的主推进及辅助逆变器。” SCALE-iFlex IMC和MAG门极驱动器系统将于2019年8月上市。典型用例套件包括一个IMC、四个MAG和相关缆线,100套价格为693美元。以上就是高度灵活的门极驱动器系统解析,希望能给大家帮助。

    时间:2020-06-03 关键词: igbt 门极驱动器 sic双功率模块

  • IGBT功率半导体市场呈垄断格局

    IGBT功率半导体市场呈垄断格局

    IGBT,绝缘栅双极型晶体管,是由MOS(绝缘栅型场效应管)和BJT(双极型三极管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件,兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面优点,具有驱动功率小、压降低和载流密度小等优势。 IGBT是公认的电力电子技术第三次革命代表性产品,是工控及自动化领域核心元器件,其作用类似于心脏,能够根据装置中信号指令来调节电压、电流、频率、相位等,被称为电力电子行业的“CPU”,主要分为工业级、军用级、车规级三大类,在轨道交通、新能源汽车、智能电网、家电、航空航天等领域实现了广泛应用。按照电压范围,轨道交通、智能电网等主要应用大容量高压IGBT,而家电、新能源汽车等则应用中低压IGBT。 车规级IGBT有望成为最大的应用市场,而新能源汽车又占据车规级IGBT市场的近八成。在新能源汽车制造中,IGBT约占电机驱动系统成本的50%,而电机驱动系统占整车成本的15-20%,IGBT占到整车成本的7-10%。根据数据显示,2018年全球车规级IGBT市场规模为58.36亿美元,同比增长11.1%,继续维持稳定高速增长。我国是车规级IGBT的主要市场之一,约占全球的四分之一,2018年我国车规级IGBT的市场规模约160亿元,近五年复合增长率超过20%。 目前IGBT市场主要为国外垄断,根据HIS数据,2017年全球前十大IGBT模块企业分别为英飞凌、三菱、富士电机、赛米控、安森美半导体、威科电子、丹佛斯、艾赛斯、日立、斯达半导,市场份额分别为22.4%、17.9%、9.0%、8.3%、6.9%、3.6%、2.7%、2.6%、2.2%、2.2%。前十强市场集中度接近80%,前五强市场集中度为64.5%,呈现寡头垄断的竞争格局。国内方面,中车时代电气制造了全球首条8英寸高压IGBT芯片生产线,在轨道交通领域实现了芯片设计、封装测试、制造及装车应用的全产业链布局。比亚迪发布了IGBT4.0技术,成为国内首个贯通新能源汽车IGBT芯片设计、晶圆制造、模块封装、仿真测试以及整车测试等全产业链企业,目前正在长沙建设25万片8英寸新能源汽车电子芯片生产线。斯达半导体是国内唯一进入全球前十的IGBT模块厂商,具备国际主流IGBT(第六代)IGBT芯片和快恢复二极管芯片的能力,是国内IGBT行业的领军企业。 IGBT经过30年的发展,已发展到第七代技术。三菱推出的第七代采用了一体化基板和树脂直接灌封的SLC技术,并优化了一体化基板中的绝缘材料和灌封的树脂材料,模块的热循环寿命和功率循环寿命得到极大的提升。新材料、新技术、新结构将成为IGBT技术发展的主要趋势。新材料的突破表现为采取碳化硅、氮化镓等第三代宽禁带半导体,碳化硅已在1200V以上高压模块中使用,且取得了良好效应。新技术的突破表现为封装工艺和集成技术,比如双面焊接、高温塑封工艺、双面散热技术等及集成式轮毂电机等。新结构的突破表现为微沟槽栅结构的沟道密度、体积等。 IGBT广泛应用于智能电网的发电端,输变电端及用电端。在新能源领域,中国已成为太阳能电池生产的第一大国,意味着中国新能源市场蕴藏着巨大的商机。

    时间:2020-05-23 关键词: 功率半导体 igbt

  • 电磁加热器的逆变电路特性及温度保护

    电磁加热器的逆变电路特性及温度保护

    电磁加热器,是如今工业领域和民用设备中最广泛的一种加热方式,采用电磁感应加热技术,是国家提倡的一种环保的加热方案。然而也有朋友有疑问:电磁加热器IGBT逆变电路特性及温度保护是什么?今天来介绍一下电磁加热器,首先介绍一下电磁加热器IGBT逆变电路特性。 一、电磁加热器IGBT逆变电路特性 IGBT( (nsulated Gate Bipolar Transistor),绝缘栅双极型晶体管,是绝缘栅型场效应管MOS和BJT(双极型三极管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件,它不仅有GTR特点:低导通压降,也有MOSFET的特点:高输入阻抗,两方面的优点。 MOSFET的特点:开关速度快,驱动能力小,载流密度小,但导通压降大;GTR的特点:载流密度大,饱和压降低,但驱动电流大。IGBT正是集中了以上两种器件的优点。因此该器件十分适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。 要使管导通,则应在此管的栅极G和发射极E之间加上导通电压,这样PNP晶体管的基极B与集电极C之间的阻抗值的大小将变得比较低,晶体管就得以导通;若要使此管截止,切断此管E端的电流,则要在IGBT的发射极和栅极之间加上0V电压。IGBT与场效应管样也是电压控制型半导体器件,而且此晶体管的驱动电流很小,只要在它的G极和E极之间加上十几伏的电压,然后当漏电流流过时就可以驱动,基本上不消耗功率。 当加在IGBT的G端与E端的驱动电压比较低时,则此芯片就不能正常的运作,但当加在芯片上的电压过高超过它的耐压值时,则芯片将被永久性破坏;同理,当加在芯片的C端与E端的电压过高,超过它的耐压幅值时,此时流过芯片C端一E端的电流就将超过允许电流的最大值,芯片工作的温度将超过其允许的温度,芯片也将被永久的破坏。 二、电磁加热器温度保护 温度保护也就是功率模块的过热保护。IGBT工作时的开关损耗会引起器件温度的升高,当温度超过IGBT的允许最高温度时,电子器件的许多性能和参数也会随之改变,甚至温度过高会损坏这些元器件。如果在温度达到最高值之前将其关闭,使元器件的温度不在上升,则就可以起到保护作用。在保护电路中,我们使用到热敏电阻传感器,在检测温度过程中,单片机会随时读取温度,当检测到的温度值超过预定值时,系统会发出一个报警信号,并关断输出脉冲,使系统入重启动状态。 电磁加热器是一种利用电磁感应原理将电能转化为热能的装置,是随时代发展需求而涌现的新型节能产品,较传统工业加热,可以说是一次技术大变革。

    时间:2020-05-22 关键词: 晶体管 igbt 电磁加热器

  • 变频器在哪些情况下需要配制动电阻

    变频器在哪些情况下需要配制动电阻

    变频器在哪些情况下需要配制动电阻? 变频器配制动电阻,主要是想通过制动电阻来消耗掉直流母线电容上的一部分能量,避免电容的电压过高。理论上如果电容存储的能量多,可以用来释放出来驱动电机,避免能量浪费,但是电容的容量有限,而电容的耐压也是有限的,当母线电容的电压高到一定程度,就可能会损坏电容了,有些还可能损坏IGBT,所以需要及时通过制动电阻来释放电,这种释放,是白白浪费掉的,是一种没有办法的做法。 母线电容是个缓冲区,容纳能量有限 三相交流电全部整流后,接入电容,满载运行时候,母线正常的电压大约是1.35倍,380*1.35=513伏,这个电压当然会实时波动的,但是最低不能低于480伏,否则会欠压报警保护。母线电容一般是两组450V电解电容串联而成,理论耐压是900V,如果母线电压超过这个值,电容会直接爆掉了,所以母线电压是无论如何都不能达到900伏这么高压的。 实际上,三相380伏输入的IGBT的耐压值是1200伏,往往要求工作在800伏以内,考虑到电压如果升高,都会有个惯性问题,也就是你马上让制动电阻工作了,母线电压也不会很快降低下来,所以很多变频器,都是设计在700伏左右就通过制动单元让制动电阻开始工作,让母线电压降低下来,避免往上继续冲。 所以制动电阻设计,核心就是考虑到电容和IGBT模块的耐压问题,避免这两大重要的器件被母线的高电压冲坏掉了,这两类元件如果坏掉了,变频器也就无法正常工作了。 快速停车要制动电阻,瞬间加速也需要 变频器母线电压之所以会变高,很多时候是变频器让电机工作在电子制动状态,让IGBT通过一定的导通顺序,利用电机是大电感电流不能突变,瞬间产生高压来往母线电容充电,这时候让电机快点降低速度下来。如果这时候没有制动电阻及时消耗掉母线的能量,母线电压将会持续变高而威胁变频器的安全了。 如果负载不是很重,也没有什么快速停车要求,这种场合是不需要使用制动电阻的,即使你装了制动电阻,制动单元的工作阀值电压没有被触发,制动电阻也不会投入工作。 除了大负荷减速场合需要增加制动电阻和制动单元来快速刹车外,实际上如果符合比较重,启动时间时间要求非常快那种,也需要制动单元和制动电阻来配合启动的,以往我试过用变频器带动一种特殊的冲床,要求把变频器的加速时间设计成0.1秒,这时候满负荷启动,虽然负荷并不是非常重,但是因为加速时间太短了,这时候母线电压波动非常厉害,也会出现过压或者过流的情况,后来增加了外置的制动单元和制动电阻,变频器就能正常工作了。分析起来,是因为启动时间太短,母线电容的电压瞬间被掏空了,而整流器瞬间有大的电流充进来,引起母线电压突然变高,这样母线的电压波动太厉害,瞬间可能会超过了700伏,加上了制动电阻,就可以及时消除这个波动的高压,让变频器工作在正常状态。 还有一种特殊的情况,是矢量控制场合,电机的扭矩和速度方向相反,或者工作在零转速百分百扭矩输出的场合,比如吊机掉了重物停在半空中,收放卷场合需要力矩控制,都需要让电机工作在发电机状态,源源不断的电流会反充到母线电容中,通过制动电阻,就可以及时消耗掉这些能量,保持母线电压平衡稳定了。 很多小变频器,比如3.7KW的,往往都内置了制动单元和制动电阻,应该是考虑到母线电容调小的缘由吧,而小功率的电阻和制动单元并没有那么贵。 总的原则是:如果因再生制动导致直流电路容易过电压的话,必须配制动电阻,将滤波电容器上多余的电荷释放掉,如图2-41所示。 图2-41 制动电阻和制动单元 图中,制动单元BV的作用是:当直流电压UD超过一定限值时,BV导通,使电容器通过制动电阻RB放电;当直流电压UD降到限值以内时,BV截止,停止放电。 在具体工作中,有必要考虑配制动电阻的场合有: (1)起动和制动比较频繁的场合; (2)要求快速制动的场合; (3)有位能负载的场合,如起重机械等。

    时间:2020-05-13 关键词: 电压 变频器 igbt

  • 如何提高点火IGBT的热性能

    如何提高点火IGBT的热性能

    更大的环境污染率和政府严格的车辆能效法规正在推动交通领域的新技术投资 图1.点火IGBT测试电路以及由此产生的IGBT栅极电压,集电极电流和耗散功率的简化示意图。 P1是导通状态的功率损耗,P2是放电周期的功率损耗 由于更大的污染和更严格的法规,电动和混合动力技术的研发包括了更高效的内燃机和替代燃料的开发。 尽管纯电动汽车被认为是消除汽车污染物的领先解决方案,但许多因素正在减缓其大规模采用。 当前,相比基于内燃机的车辆,电动车辆和混合动力电动车辆均比传统车辆更昂贵,而且电动车辆由于电池容量而具有距离限制。 给电池重新充电会因重新充电所需的小时数而导致行程明显延迟。 此外,与普遍存在的加油站相比,最大的障碍就是缺乏充电基础设施。 由于当前电动汽车技术的挑战,内燃机离成为一种过时的技术还有很长的路要走。为应对政府降低温室气体排放限值和更高里程标准的要求,制造商们正在开发体积较小,更高转数/分钟(RPM)并使用更稀薄的燃料混合物的内燃机和混合动力发动机。 较小的发动机体积可能需要开发较小的气缸。 为了维持适当的输出功率,需要更高的燃烧循环速率。 点火系统将需要在较高的开关频率下运行并承受较高的工作温度。 低负荷和中负荷下的稀释混合物需要使用更宽的火花间隙,以确保在燃烧过程开始时有足够的热传递。使用更宽的间隙需要更高的点火电路电压额定值来启动火花间隙中的电弧。 或者说,在压缩行程期间的直接喷射过程避免了混合物均质化并且在火花附近形成了富燃料区,同时保持总的混合物稀薄。这进一步提高了效率。燃油喷射必须在火花产生的时间和位置为燃烧发展创造有利条件。但是,火花附近的高局部和时间变化会损害点火系统,理想情况下,应包含较宽的点火空间(较大的电极间隙)和较长的点火时间。这些条件将需要较高的击穿电压和火花中更大的能量。 这些创新将对发动机的固态点火系统产生重大影响。点火系统的主要功率控制元件,点火绝缘栅双极晶体管(IGBT)将必须支持更高的能量,以达到新的发动机效率水平。点火IGBT也将需要更高的钳位电压来点燃稀薄的燃料混合物,并且将以更高的频率运行以在较小的发动机中产生更多的功率。 这些工作条件将增加IGBT的散热。 在这种情况下,与导通状态功率损耗直接相关的IGBT的集电极-发射极导通状态电压(Vce(ON))将具有更大的意义。具有较低Vce(ON)的点火IGBT需要用来降低功率损耗,从而实现较低的结温,同时保持较小的系统尺寸。 设计人员面临的挑战是如何选择合适的IGBT,以及如何在印刷电路板(PCB)布局中使用良好的技术。 设计人员必须选择具有足够功率处理能力和低开关功率损耗的IGBT。 这需要选择一个具有低Vce(ON)的点火IGBT,使导通状态功耗最小化。 设计人员还必须使用最佳的PCB焊盘,以消散由点火IGBT的较高功率状态产生的额外热量,并将热结点温度控制在器件规格范围内。 为了帮助设计工程师,电路保护,传感和功率控制产品制造商Littelfuse提供了定量数据(如下所示),以显示具有较低Vce(ON)的IGBT以及不同的散热PCB焊盘结构如何影响点火IGBT的热性能。 研究中使用了Littelfuse点火IGBT,该IGBT封装在用于大功率元件TO-252(也称为DPAK)的表面封装中,研究中还使用了另一家制造商的器件。 所有测试数据都是使用图1所示的测试台设置的简化图获得的。使用0.3mh的负载电感来模拟商用点火线圈泄漏电感的公共值。开关频率设置为33赫兹、50赫兹、80赫兹、100赫兹或150赫兹。保持时间,或点火IGBT处于接通状态的时间,设置成达到10安培的峰值电流。然后将被测器件(DUT)放置在图2中所示的一个不同的PCB板中,并保持工作10分钟,以确保稳态温度测量。 我们分析了五种类型的焊盘,以研究不同热传导路径对IGBT外壳温度的影响(图2)。焊盘类型为: -PCB开孔(PAD 0),其中没有从点火IGBT的集电极到PCB的热传导路径, -与DPAK封装IGBT面积相同的焊盘(PAD 1), -与DPAK封装的IGBT面积相同的焊盘,但包括从PCB顶部到底部的散热器(PAD 2), -焊盘具有对DPAK封装设备推荐的焊盘面积(设备面积的两倍),从PCB的顶部到底部没有散热器(PAD 3), -以及与PAD 3相同的布局,从PCB的顶部到底部具有散热器(PAD 4)。 图2.用于热分析的PCB焊盘布局 图3量化了较低的Vce(ON) 对热性能的影响。 比较中使用的点火IGBT是Littelfuse DPAK封装的NGD8201A(Vce(ON)typ<1.35V),和一款已商用的点火IGBT(Vce(ON)typ<1.5V),标注“点火IGBT A”。 选择这些器件是因为它们具有相似的电气和物理裸片特性以及相同的电流和能量额定值。 图3总结了以33 Hz和150 Hz的频率驱动点火IGBT时,每种不同的PCB焊盘布局所达到的稳态外壳温度。 无论使用哪种PCB焊盘,“点火IGBT A”的导通电压略高都会导致稳态温度略高。 正如预料的那样,这种影响在高开关频率下更为明显。 还要注意,使用不同的PCB焊盘会导致不同的稳态外壳温度。 图3.在33Hz和150Hz下工作的两个点火IGBT的稳态温度比较。 NGD8201A点火IGBT的Vce(ON)较低,因此所有焊盘配置的稳态温度均较低 图4进一步分析了使用不同PCB焊盘的影响,其中显示了考虑不同开关频率和焊盘时NGD8201A的稳态外壳温度。结果再次表明,使用较高的开关频率会导致较高的稳态温度。然而,焊盘对降低测量温度的影响特别重要,尤其是在高开关频率下工作时。例如,请注意当在150 Hz下工作时,当使用顶部和底部层(PAD 2)之间带有散热器的最小焊盘或具有推荐面积(两倍于DPAK的面积,PAD 3)的焊盘时,稳态温度是如何从~90°C降低到~70°C的。 图4.使用五种PCB PAD布局,获得不同开关频率下的NGD8201A顶部外壳稳态温度 为了更好地进行比较,对使用最小焊盘且在PCB顶部和底部之间有散热器(PAD 2)和建议的PAD面积为DPAK面积的两倍(PAD 3)时,在不同频率下获得的稳态外壳温度的图表进行了绘制 。结果表明,无论开关条件如何,这两个焊盘均可提供相同的平均散热能力。这在需要考虑尺寸的点火平台中特别重要。 图5.使用(PAD 2)和PAD 3布局配置,NGD8201A的稳态外壳温度在33 Hz至150 Hz的范围内运行。 结果几乎相同。 汽车行业正在设计更省油的内燃机,以应对更严格的政府法规对降低燃油消耗和减少二氧化碳排放的要求。新的发动机改进将需要能够维持更高能量和更高电压的点火系统,以点燃更稀薄的燃料混合物。点火IGBT将需要能够以更高的开关频率和更高的电压来支持更高的能量,以产生火花。 因此,IGBT将承受更高的工作温度。 选择具有较低Vce(ON)的IGBT并使用提供良好散热的适当PCB焊盘布局可以确保在内燃机恶劣环境下可靠运行。

    时间:2020-05-09 关键词: igbt 热性能 混合动力技术

  • 比亚迪长沙IGBT项目致力于解决新能源汽车电子核心功率器件问题

    比亚迪长沙IGBT项目致力于解决新能源汽车电子核心功率器件问题

    3 月 5 日讯,计划建设集成电路制造生产线的长沙比亚迪 IGBT 项目正式启动建设,该项目致力于解决新能源汽车电子核心功率器件“卡脖子”问题。 据了解,比亚迪近年来一直致力于微电子领域的布局,早在 2005 年就开始布局 IGBT 产业,2018 年 12 月,比亚迪发布了 IGBT 4.0 技术。据悉,这也打破国外技术封锁。 长沙市委书记胡衡华指出,比亚迪 IGBT 项目对激活长沙集成电路全产业链具有关键作用,要在政策上“助跑”、在服务上“升级”,在保障施工安全和工程质量的前提下,全速推进,力争早日建成投产。 IGBT 主要用于变频器和其他逆变电。对于电动车而言,IGBT 系统的加持可控制驱动系统直流、交流电的转换,同时对交流电机进行变频控制,直接影响了车辆的最大输出功率和峰值扭矩。 深圳比亚迪微电子有限公司于今年 1 月 19 日新增对外投资,成立长沙比亚迪半导体有限公司,注册资本 2000 万元,由深圳比亚迪微电子有限公司持股 100%。而当时有业内观点认为,长沙比亚迪半导体有限公司的成立,或是为进一步布局 IGBT 技术相关业务。

    时间:2020-05-04 关键词: 比亚迪 新能源汽车 igbt

  • 变频器电路板IGBT拆卸方法图解

    变频器电路板IGBT拆卸方法图解

    老司机手把手教你快速拆卸变频器IGBT模块 工欲善其事,必先利其器。怎样才能拆一个IGBT模块只用十分钟呢? 最好用的就是一把大功率烙铁加空压机,烙铁融化后用气枪一吹就干净了,如果没有空压机,用大功率电烙铁和吸锡器也不难,下边简单说说,每个牌子变频器拆起来会有点小差异。 没有金刚钻别揽瓷器活,最好用的就是一把大功率烙铁加空压机,烙铁融化后用气枪一吹就干净了,拆一个IGBT模块不用十分钟。如果没有空压机,用大功率电烙铁和吸锡器也不难,下边简单说说,每个牌子变频器拆起来会有点小差异。 1 拆卸IGBT模块,现以MM440 11KW为例。使用电烙铁外加吸锡枪,小心翼翼操作,成功取下清理干净往往会花废两个小时,且不能保证细小的铜箔与焊孔不损坏。如果取下焊开BRK连线一端,取下1KV电容及接线端子,用几张废纸包好电路板,用钢锯条放心地锯,很快就把模块拿下来了,然后再用电烙铁一个一个地处理,大约花费一个小时。 2 、 拆卸贴片集成块或其他贴片器件,在静电不影响的情况下,使用两个电烙铁协作加热取下,往往比热风焊台更有效。有的电路板遇热或温度高点,电路板就会变色。 3、所谓模块不过最多15各脚,用堆焊发最快,但手法要快。 4、要注意加热晃动引脚,将引脚和焊盘断开,而不是光靠吸锡器。 5、热风加堆焊也比较好用。 6、如果IGBT附近有多引脚芯片,最好弄下来以免损伤。告诉你个小窍门,用一根细漆包线焊在一个点上,斜拉到集成块引脚下加热集成块轻轻拉动漆包线就可以完整的取下集成块等多引脚电路板芯片了。 7、模块针脚直径比印刷板孔径小很多,用空心针拆。如丹佛斯VLT2800小功率变频器模块。 8、模块针脚和线路板孔间隙很小,用细编织铜线蘸松香水吸锡,要有耐心,反复吸几次后大部分针脚已彻底和电路板彻底脱开,少许有轻微粘连的可轻轻用小平头螺丝刀左右拨动针脚,使其与板子脱离。如东芝VF-S9系列小功率变频器。 9、模块体积很小,针脚密集,用热风枪轮流吹焊各脚,直至每个脚的锡都融化,然后取下模块。如英威腾1.5KW 2.2KW变频器,此方法要注意掌握温度和时间,以免烤焦板子。 10、确认模块以损坏的,直接破坏掉,依次焊下各引脚。

    时间:2020-05-04 关键词: 电路板 变频器 igbt

  • 你需要了解的数字IGBT后极高频机的设计知识

    你需要了解的数字IGBT后极高频机的设计知识

    你知道什么是IGBT后极高频机吗?本文主要讲了有关IGBT后极高频机的性能指标、使用说明、频率及脉宽调节、电池电压、机内温度等内容,下面来学习学习吧。 本机采用高性能单片机处理数据 性能指标: 1、功率800W可调。 2、IGBT后级,适应性强。 3、后极单脉冲及多脉冲(混频、超声波)两种输出方式可通过软件切换。 4、电压800V及1600V两档输出,用开关切换以适应背机与船机两用。 5、后级脉宽(放电时间)单脉冲20-----200us可调、多脉冲40-----400us可调。 6、后级频率20Hz-----200Hz可调。 7、开关采用两档设计,增加一个电晕开关,轻按为正常频率输出,用力按下输出频率加倍(电晕开关可以设定增加频率及脉宽幅度百分比)。 8、低压保护10.6V以下自动降低占空比。9.6V以下15V以上自动锁死机子。放开开关及电压正常后可自动恢复。 9、过热保护,当机内温度超过50度时自动降低占空比。当机内温度超过60度时锁死机子,温度降到50度时自动恢复。 10、前级过流保护50A,电流超过45A自动降低占空比(水质适应,限制功率输出)。 11、后级保护阻值50欧,可空载,可短路(自动锁死机子,放开开关后可自动恢复)。 12、电池反接保护。 13、后级放电开关5秒(自动锁死机子,放开开关后可自动恢复,防止使用者水下触电,触电可自动脱离),在5秒内按下电晕开关重新计时5秒。 使用说明: 将逆变器后面的两个红黑接线柱接到输出,将逆变器引出最粗的两条线接到12V的电池,红线的接正极,黑线接负极。此时机器前面的数码管显示当前设定的后极频率及脉宽(P后面显示为频率,t后面显示为脉宽)。按下开关,数码管在显示输出频率及脉宽的同时会在P及t后面显示一个小数点“.”,此时逆变器正常工作。有故障时会显示故障代码并锁死机子。 频率及脉宽调节: 调节数码管右边的电位器,数码管会实时显示调节后的频率及脉宽,上面的是频率,下面的是脉宽。 查看电池电压、机内温度: 调节电位器将频率调到000Hz,数码管会以0.5S的频率闪烁,此时轻按一次开关会切换电压、温度及频率、脉宽循环显示,重按一次开关会切换单脉冲及多脉冲输出方式。(U后面显示是电压,C后面显示是温度) 进入逆变器模式: 调节电位器将频率调到000Hz,数码管会以0.5S的频率闪烁,此时重按开关5秒再放开关会切换到逆变器模式,这时不用按开关就有输出,也不受5秒保护停机影响,调到合适的频率及脉宽点亮灯泡,在频率为000Hz时轻按开关退出逆变模式。以上就是IGBT后极高频机,希望能给大家帮助。

    时间:2020-05-01 关键词: 频率 igbt 高频机

  • 高效率的高效能IGBT,你了解吗?

    高效率的高效能IGBT,你了解吗?

    什么是高效能IGBT?它有什么作用?IGBT(Insulated-Gate Bipolar Transistor)是电源应用中相当常见的器件,可用于交流电的电机控制输出。由安森美半导体(ON Semiconductor)所推出的TO247-4L IGBT将可为相关应用提供更高的效能与更佳的成本效益,究竟它是如何办到的?让我们来进一步深入了解。 通过TO-247-4L IGBT封装减少Eon损耗 IGBT是主要用作电子开关的三端子功率半导体器件,正如其开发的目的,结合了高效率和快速的开关功能,它在许多应用中切换电力,像是变频驱动(VFD)、电动汽车、火车、变速冰箱、灯镇流器和空调。传统的双极结型晶体管(Bipolar Junction Transistor, BJT)的导通电阻小,但是驱动电流大,而MOSFET的导通电阻大,却有着驱动电流小的优点。IGBT正是结合了这两者的优点:不仅驱动电流小,导通电阻也很低。 具有四个交替层(P-N-P-N)的IGBT由不具有再生作用的金属氧化物半导体(MOS)栅极结构控制。由于其设计为可以快速地打开和关闭,因此放大器通常会使用它通过脉宽调制和低通滤波器来合成复杂的波形。除了将n +漏极替换为p +集电极层之外,IGBT单元的构造类似于n沟道垂直构造的功率MOSFET,从而形成垂直的PNP双极结型晶体管。该附加的p +区域产生PNP双极结型晶体管与表面n沟道MOSFET的级联连接。 IGBT将MOSFET的简单栅极驱动特性与双极晶体管的高电流和低饱和电压能力相结合。IGBT将用于控制输入的隔离栅极FET和作为单个器件中开关的双极型功率晶体管组合在一起。 安森美半导体推出TO247-4L IGBT系列,具有强大且经济实惠的Field Stop II Trench结构,并且在苛刻的开关应用中提供卓越的性能,提供低导通电压和最小的开关损耗。 与标准TO-247-3L封装相比,安森美半导体的TO-247-4L IGBT封装采用TO-247-4L格式,可以降低Eon损耗,并提供分离的开关引脚,可以将Eon损耗降低60%以上。它采用非常高效的Trench Field Stop II技术构建,并针对具有低导通电压和最小化开关损耗优势的高速开关进行了优化。通过优化的高速切换,可以提高门控和降低开关损耗。集成具有低正向电压的软式、快速共包续流二极管,可以节省电路板空间。 安森美半导体TO-247-4L IGBT的目标应用是太阳能逆变器、不间断电源(UPS),全半桥拓扑和中性点钳位拓扑。它可以支持需要1200V解决方案的客户,并从TO-247-4L封装所提供的减少Eon开关损耗中获益。安森美半导体目前是唯一一家提供1200V器件的公司。 安森美半导体的TO-247-4L Field Stop II IGBT系列包括NGTB50N65FL2WA(650 V,50 A)、NGTB75N65FL2WA(650 V,75 A)、FGH75T65SQDTL4(650 V,75 A)、NGTB40N120FL2WA(1200 V,40 A)、NGTB25N120FL2WA(1200V,25A)和NGTB50N120FL2WA(1200V,50A)等。这些器件采用改进的门控制来降低开关损耗,具有非常高效的带Field Stop技术的沟槽,TJmax等于175°C。独立的发射器驱动引脚和采用TO-247-4封装,可确保最小的Eon损耗。针对高速切换进行了优化,并均是无铅器件,适用于工业应用。 安森美半导体的TO-247-4L Field Stop II IGBT系列采用先进的Field Stop II Trench架构技术,可有效地提高IGBT的运作效率,并降低Eon损耗,是高功率电源应用的理想选择。以上就是高效能IGBT的应用,希望能给大家帮助。

    时间:2020-05-01 关键词: 安森美 igbt 高功率应用

  • 变频器中IGBT爆炸的可能性因素有哪些?

    变频器中IGBT爆炸的可能性因素有哪些?

    什么是IGBT?它有什么作用?IGBT是电力电子装置的CPU,在电力电子变流和控制中起着举足轻重的作用。变频器中,IGBT模块更为重要。但是,IGBT模块会经常出现爆炸的情况。下面,小编就结合案例具体分析一下。 IGBT爆炸 因为某些原因,模块的损耗十分巨大,热量散不出去,导致内部温度极高,产生气体,冲破壳体,这就是所谓的IGBT爆炸。 IGBT爆炸原因 1)内部因素 从爆炸的本质是发热功率超过散热功率,内部原因应该就是过热。 2)人为因素 a.进线接在出线的端子上 b.变频器接错电源 c.没按要求接负载 3)常见原因 a.过电流:一种是负载短路,另一种是控制电路处逻辑受干扰,导致上下桥臂元件直通。 b.绝缘的损坏 c.过电压:通常是线路杂散电感在极高的di/dt作用下产生的尖峰电压而造成,解决的办法就是设计高性能吸收回路,降低线路杂散电感。 d.过热:IGBT不能完全导通,在有电流的情况下元件损耗增大,温度增加导致损坏。 e.通讯误码率:通讯一段时间后,突然的错误信息导致IGBT误导通使IGBT爆炸;通讯板FPGA程序运行不稳定导致IGBT误导通使IGBT爆炸。 4)其他原因 a.电路中过流检测电路反应时间跟不上。 b.IGBT短路保护是通过检测饱和压降,而留给执行机构的时间一般是10us(8倍过流)在上电的时候容易烧预充电电阻和制动单元里的IGBT。 c.工艺问题:铜排校着劲、螺丝拧不紧等。 d.短时大电流:原因也有很多,比如死区没设置好、主电路过压、吸收电路未做好。 e.驱动电源也是个应该特别注意的问题,该隔离加隔离、该滤波加滤波。 f.电机冲击反馈电压过大导致IGBT爆炸。但对于充电时爆炸的情况发生的概率不是很大。 g.电机启动时,输入测电压瞬间跌落,电容放电。输入测电压恢复后电容充电时的浪涌电流过大致使IGBT爆炸。 IGBT爆炸案例 变频器上电就炸,故障率大约为5%。本来怀疑是充电电路的问题,但是这是个老机型,用过很长时间了。后来发现由于使用了新的工厂,新工厂的配电有问题,电网电压不稳造成的。变频器上电爆炸,故障率大约为2%。一直找不到原因,后来发现一个奇怪的现象,变频器特别容易在雨天炸。最终找到原因PCB没有做防潮处理,雨天有水珠在PCB上,绝缘出了问题。 变频器运行好好的,突然就一声巨响,柜子跳电,它的保护电路完善,并非接线错误,但却爆了两个IGBT。原因是电机冲击反馈电压。 陕西某煤化集团IGBT爆炸原因分析: a.供电线路短路过流,功率单元过流保护不灵敏是主要原因,过压是次要因。 b.变频器运行过程中,如果有一台功率单元发生损坏,由于风机电机的转动惯量巨大,将导致能量突然剧烈倒灌,造成强过流、强过压,如果变频器保护不及时将使多个功率单元的IGBT同时烧损。 c.主扇6kV供电系统上如果有多台大型电机同时起动,将会造成变频器供电电压的瞬间跌落,使变频器各功率单元的中间电容存贮的能量瞬间耗尽,在电压快速恢复时产生强大的浪涌电流冲击,如果变频器保护不及时将使多个功率单元的IGBT同时烧损爆炸。以上就是IGBT的相关解析,希望能给大家帮助。

    时间:2020-04-29 关键词: 变频器 igbt 爆炸

  • 电流互感器的工作原理

    电流互感器的工作原理

    什么是电流互感器?它的作用是什么?互感器是供电系统的重要设备,其故障最初都伴随着局部或整体的温度异常,红外热像仪可简便、安全、实时、直观地检测和诊断设备故障,确保设备安全和长期运行。 电流 / 电压互感器简介 为了保证电力系统安全经济运行,必须对电力设备的运行情况进行监视和测量。但一般的测量和保护装置不能直接接入一次高压设备,而需要将一次系统的高电压和大电流按比例变换成低电压和小电流,供给测量仪表和保护装置使用。执行这些变换任务的设备,最常见的就是我们通常所说的互感器 . 进行电压转换的是电压互感器( potentialtransformer),简称 PT。而进行电流转换的互感器为电流互感器(current transformer),简称为 CT。 电流互感器的作用: 1、将很大的一次电流转变为标准的 5 安培; 2、为测量装置和继电保护的线圈提供电流; 3、对一次设备和二次设备进行隔离。 电压互感器的作用:把高电压按比例关系变换成 100V 或更低等级的标准二次电压,供保护、计量、仪表装置使用。同时,使用电压互感器可以将高电压与电气工作人员隔离。 一、电流互感器过热一般有以下原因: 1、因内、外接头松动,一次过负荷或二次开路造成过热。 2、因铁芯或零件松动,电场屏蔽不当,二次开路或电位悬浮,末屏开路及绝缘损坏造成过热。 二、电压互感器一般过热有以下原因: 1、产品质量不好:如果由于产品本身绝缘、铁芯叠片及绕制工艺不过关等,均可使电压互感器发热过量使绝缘长期处于高温下运行,从而导致绝缘加速老化,形成恶性循环。 2、过载、三相不平衡、谐振造成 PT 内部绕组发热增加,尤其是在电压高于 PT 额定电压情况下,PT 内部发热更加严重。 三、红外热像仪一般有以下应用: a)检测因接头连接不良,螺栓,垫圈未压紧或过紧造成的过热。 b)电流互感器、电压互感器因漏油会造成缺油或假油位。由于油面上下介质热物性参数差异较大,会在设备外表面产生与油位对应的明显温度梯度,也可以用红外检测方法发现。 c)检测设备由于过热 / 三相不平衡 / 谐振引起的局部过热。 d)检测由于铁芯质量不佳或片间局部绝缘破损,引起的铁芯局部过热。 Fluke 已申请专利的 IR-Fusion 技术除了拍摄红外图像外,还同时捕获一幅数字照片,将其融合在一起,有助于识别和定位故障,从而能够在第一时间正确的修复故障。 Fluke Ti 系列热像仪配备了功能强大的软件,用于存储和分析热图像并生成专业报告。通过该软件,可以对存储在从热像仪下载的图像中发射率、反射温度补偿以及调色板等关键参数进行调节,而这些都可以在办公室进行,提高了检查的安全性和方便性。 四、操作可能会遇到哪些问题? 如果没有加载运行或者负荷很低,则会使设备故障发热不明显,即使存在较严重的故障,也不可能以特征性热异常的形式暴露出来。只有当设备在额定电压下运行,而且负荷越大时,发热及温升才越严重,故障点的特征性热异常也暴露得越明显。因此在进行红外检测时要尽量保证设备在额定电压和满负荷下运行,即使不能做到连续满负荷运行,也应编制一个运行方案,以便在检测前和检测过程中,能让设备满负荷运行一段时间(如 4~6h),使设备故障部位有足够的发热时间,并保证其表面达到稳定温升。 设备内部故障出现在电气设备的内部,因此反映的设备外表的温升很小,通常只有不到 1℃。检测这种故障对热像仪的灵敏度要求较高。 五、如何才能拍摄清晰的热像图? 互感器通常处于环境温度下,要得到一幅清晰的红外热图,我们建议: 1、应用于温差小的场合时,尽量选择热灵敏度较高的热像仪。 2、对于高反射的设备表面,应该采取适当措施来减少对太阳辐射及周围高温物体辐射的影响。或者改变检测角度,找到能避开反射的最佳角度进行检测。 3、先使用自动模式测量设备的温度范围;然后手动设置水平及跨度,将温度范围设置在最小,并包含有先前测量的温度范围(各款仪器最小温度范围不同)。 4、调色板模式最好设置在灰度或铁红,这样热像图较为清晰。 好啦,以上就是安泰测试为大家总结关于红外热像仪的小知识啦,这些知识的运用还需要大家在实践中不断总结。

    时间:2020-03-30 关键词: igbt pwm 红外热像仪

  • IGBT工作原理解析

    IGBT工作原理解析

    什么是IGBT?它的工作原理是什么?IGBT是元器件家族的成员之一,有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低,载流密度大,但驱动电流较大;MOSFET驱动功率很小,开关速度快,但导通压降大,载流密度小。那么,IGBT是如何完成开关过程的? IGBT的开关过程主要是由栅极电压VGE控制的,由于栅极和发射极之间存在着寄生电容艮,因此IGBT的开通与关断就相当于对CGE进行充电与放电。假设IGBT初始状态为关断状态,即VGE为负压VGC-,后级输出为阻感性负载,带有续流二极管。由于寄生参数以及负载特性的影响,IGBT的实际开通与关断过程比较复杂,如图1为IGBT的开通关断过程示意图,图中栅极驱动波形较为理想化,集电极电流以及集电极—发亏射极电压的波形大致上是实际波形,只有细节被理想化。 1. 开通时间ton 开通时间还可以分为两个部分:开通延迟时间td(on)与上升时间tr,在此时间内IGBT主要工作在主动区域。 当栅极和发射极之向被加上一个阶跃式的正向驱动电压后,便对CGE开始充电,VGE开始上升,上升过程的时间常数由CGE和栅极驱动网路的电阻所决定,一旦’VGE达到开启电压VGE(th)后,集电极电流Ic则开始上升。从VGE上升至VGE(th)开始,到IC上升至负载电流IL的10%为止,这段时间被定义为开通延迟时间td(on)。 此后,集电极电流Ic持续上升,到Ic上升至负载电流IL的90%的时候,这段时间称为上升时间tr。开通延迟时间td(on)与上升时间tr之和被为开通时间ton。在整个开通时间内,可以看出电流逐渐上升而集电极—发射极之间的压降仍然十分可观,因此主要的开通损耗产生于这一时间内。 2. IGBT导通 IGBT导通时,主要工作在饱和区域。 IGBT开通后,集电极电流Ic仍然会继续上彝,并产生一个开通电流峰值,这个峰值是由阻感性负载及续流二极管共同产生的,峰值电流过大可能会损耗IGBT。Ic在达到峰值之后会逐步下降至负载电流Ic的水平,与此同时,VCE也下降至饱和压降水平,ICBT进入相对稳定的导通阶段。在这个阶段中的主要参数是由负载确定的通态电流IL以及一个较低的饱和压降VCEsat,可以看出,工作在饱和区的IGBT的损耗并不是特别大。 3. 关断时间toff 同开通时间ton一样,关断时间toff也可以分为两段:关断延迟时间td(off),以及下降时间tf。 当栅极和发射极之间的正向电压被突然撤销并同时被加上一个负压后,VCE便开始下降。下降过程的时间常数仍然由输入电容CGE和栅极驱动回路的电阻所决定。同时,VCE开始上升。但只要VCE小于VCC,则续流二极管处于截止状态且不能接续电流。所以,IGBT的集电极电流Ic在此期间并没有明显的下降。因此,从栅极—发射极电压VCE降落到其开通值的90%开始,直到集电极电流下降至负载电流的90%为止;这一段时间被定义为关断延迟时间td(off)。 一旦上升的IGBT的集电极—发射极电压超过工作电压VCC时,续流二极管便处于正向偏置的状态下,负载电流便可以换流至续流二极管,集电极电流也因此下降口从集电极电流IC由负载电流k的90%下降至10%之间的时间称为下降时间tf。从图1中可以看出,在IC下降的同时,VCE会产生一个大大超过工作电压Vcc的峰值,这主要是由负载电感引起的,其幅度与IGBT的关断速度呈线性关系。峰值电籮过高可能会造成IGBT的损坏。 关断延迟时间,与下降时间tf 之和称为关断时间toff。 4. 拖尾时间、拖尾电流 相比于MOSFET,IGBT采用一种新的方式降低了通态损耗,但是这一设计同时引发了拖尾电流It,拖尾电流持续衰减至关断状态漏电流的时间称为拖尾时间tt,拖尾电流严重的影响了关断损耗,因为在这段时间里,VCE已经上升至工作电压VCC以上。拖尾电流的产生也告诉我们,即使在栅极给出了关断信号,IGBT也不能及时的完全关断,这是值得注意的,在设计驱动时要保证两个桥臂的驱动波形有足够的死区。以上就是IGBT的一些描述,主要是它完成开关过程。

    时间:2020-03-29 关键词: 电子元器件 MOSFET igbt

  • 东芝面向中大电流IGBT/MOSFET,推出内置保护功能的光耦

    东芝面向中大电流IGBT/MOSFET,推出内置保护功能的光耦

    中国上海,2020年3月10日——东芝电子元件及存储装置株式会社(“东芝”)今日宣布,推出“TLP5231”,这是一款面向中大电流绝缘栅双极型晶体管(IGBT)和MOSFET的预驱动光耦,适用于工业逆变器和光伏(PV)的功率调节系统。这款全新的预驱动光耦内置多种功能[1],其中包括通过监控集电极电压实现过流检测。产品于今日起开始出货。 TLP5231产品示意图 新型预驱动光耦使用外部P沟道和N沟道互补的MOSFET作为缓冲器,来控制中大电流IGBT和MOSFET。 目前现有产品[2]需要使用双极型晶体管构成的缓冲电路来实现电流放大,这会在工作中消耗基极电流。新产品能够使用外部互补MOSFET缓冲器,仅在缓冲器MOSFET的栅极充电或放电时消耗电流,有助于降低功耗。 通过改变外部互补MOSFET缓冲器的大小,TLP5231能够为各种IGBT和MOSFET提供所需的栅极电流。TLP5231、MOSFET缓冲器以及IGBT/MOSFET的配置可用作平台来满足系统的功率需求,从而简化设计。 其他功能包括:在检测到VCE(sat)过流后使用另一个外部N沟道MOSFET控制“栅极软关断时间”;另外,除了能通过监控集电极电压检测到VCE(sat)之外,还有UVLO[3]检测,将任意故障信号输出到一次侧。以上这些现有产品[2]不具备的新特性,能够让TLP5231帮助用户更轻松地设计栅极驱动电路。 应用: ・IGBT与功率MOSFET栅极驱动(预驱动) ・交流电机和直流无刷电机控制 ・工业逆变器与不间断电源(UPS) ・光伏(PV)电源调节系统 特性: ・内置有源时序控制的双输出,适用于驱动P沟道和N沟道互补MOSFET缓冲器。 ・当检测到过流时,通过使用另一个外部N沟道MOSFET实现可配置栅极软关断时间。 ・当监控集电极电压检测到过流时或UVLO时,故障信号会输出到一次侧。 主要规格: (除非另有说明,@Ta=-40至110℃,典型值@Ta=25℃) 注释: [1] 栅极信号软关断、故障反馈功能 [2] TLP5214、TLP5214A [3] UVLO:欠压锁定 [4] 常见VE

    时间:2020-03-10 关键词: MOSFET igbt 光耦

  • Power Integrations推出IGBT门极驱动器

    Power Integrations推出IGBT门极驱动器

    1SP0351驱动器装备了动态高级有源钳位功能(DAAC)、短路保护、板载DC-DC电源、副方+15V开通电压稳压、DC-DC过载监控以及电源电压监控。此外,还提供有源米勒钳位特性。与传统解决方案相比,SCALE-2 ASIC芯片组采用精密的数字控制算法,可将元件数量减少多达85%,因此能够显著地提高可靠性。 以简单易用为设计宗旨,1SP0351驱动器具备即插即用功能,可加快试运行并实现安装后立即使用。该驱动器还配备一个简单的两针电源插头,这有助于简化操作,并且三防漆还可增强产品的耐用性和可靠性。 Power Integrations产品技术经理Thorsten Schmidt表示:“这些驱动器是业界先进的压接式IGBT模块的最佳驱动解决方案。它们不仅耐用、可靠,而且简单易用。”

    时间:2020-03-06 关键词: power integrations igbt

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