Kuidas see isolatsiooniväravaga bipolaarne transistorkiip elektriautodes töötab?

IGBT-d kasutatakse elektrisõiduki, raudteeveduri ja emU vahelduvvoolumootori väljundi juhtimiskiibi jaoks.

IGBT juhib otse alalis- ja vahelduvvoolu muundamist, määrates ajamisüsteemi pöördemomendi ja maksimaalse väljundvõimsuse. Niisiis, see' kõik on seotud kiirendusega, tippkiirusega ja energiatõhususega.

IGBT moodustab umbes poole mootori ajamisüsteemi maksumusest ja 5% sõiduki kogumaksumusest, tehes sellest elektrisõiduki hinnalt teise komponendi (aku on esimene). See on sõna otseses mõttes"tuumtehnoloogia" elektrisõidukites.

Struktuuriliselt on IGBT-l kolm peamist arengusuunda:

1, IGBT vertikaalne struktuur: läbipaistmatu kollektor NPT tüüp, PT tüüp puhverkihiga, läbipaistev kollektor NPT tüüp ja FS elektrivälja väljalülitustüüp;

2, IGBT värava struktuur: tasapinnalise värava mehhanism, Trench Trench tüüpi struktuur;

3, räniplaadi töötlemise tehnoloogia: epitaksiaalse kasvu tehnoloogia, tsooni sulatatud räni monokristall;

Vastavalt pakkimisprotsessile saab IGBT-mooduli jagada keevitus- ja pressimistüübiks. Kõrgsurve IGBT moodulid on üldiselt pakendatud standardse keevitustüüpi, samal ajal kui keskmise ja madala rõhuga IGBT moodulitel on palju uusi tehnoloogiaid, nagu näiteks paagutamine keevitamise asemel, survekontakt plii sidemega pressimistüüpi pakkimisprotsessi asemel.

IGBT-kiibi tehnoloogia pideva arenguga suureneb kiibi kõrgeim tööühenduse temperatuur ja võimsustihedus ning IGBT-moodulite tehnoloogia tuleks neile kohandada. Tulevikus täiustatakse IGBT-mooduli tehnoloogiat kahest aspektist:"kiibi tagakülg on keevitatud ja fikseeritud" ja"eesmine elektrood on omavahel ühendatud".

IGBT peamised kasutusvaldkonnad

Uute jõupooljuhtseadmete peavooluna on IGBT-d laialdaselt kasutatud tööstuses, 4C (side, arvuti, olmeelektroonika, autoelektroonika), lennunduses, riigikaitses ja muudes traditsioonilistes tööstusvaldkondades, aga ka raudteetranspordis, uues energias, nutikas võrk, uued energiasõidukid ja muud strateegilised arenevad tööstusharud.

1. Uued energiasõidukid

IGBT-moodul mängib elektrisõidukites olulist rolli ning on elektrisõidukite ja laadimisvaiade põhiline tehniline komponent. IGBT moodul moodustab ligi 10% elektrisõidukite maksumusest ja umbes 20% laadimisvaiade maksumusest. IGBT-d kasutatakse peamiselt elektrisõidukite valdkonnas järgmistes aspektides:

A) Elektrilise juhtimissüsteemi suure võimsusega alalis-/ vahelduvvoolu (DC/AC) inverter juhib automootorit;

B) Sõiduki kliimaseadme juhtimissüsteemi väikese võimsusega alalisvoolu/vahelduvvoolu (DC/AC) inverter, mis kasutab madala vooluga IGBT-d ja FRD-d;

C) lülituselemendina kasutatakse intelligentses laadimishunnikus olevat IGBT-moodulit;

2. Nutivõrk

IGBT-d kasutatakse laialdaselt nutika võrgu elektritootmise otsas, ülekandeotsas, alajaama otsas ja toiteotsas:

Elektritootmise seisukohast peavad tuuleenergia ja fotogalvaanilise elektritootmise alaldi ja inverterid kasutama IGBT-moodulit.

Alates edastusest nõuab FACTS paindlik edastustehnoloogia UHV alalisvoolu ülekandes suurtes kogustes IGBT ja muude toiteseadmete kasutamist.

IGBT on jõuelektroonika trafo (PET) põhikomponent.

Energiatarbimise seisukohalt on IGBT järele suur nõudlus kodumajapidamises kasutataval valgel elektril, mikrolaineahjul, LED-valgustite draiveritel jne.

3. Raudteetransiit

IGBT-seadmetest on saanud raudteetransiitsõidukite veojõumuundurite ja abimuundurite peamised jõuelektroonilised seadmed. Vahelduvvoolu ajami tehnoloogia on üks kaasaegse raudteetransiidi põhitehnoloogiaid. Vahelduvvooluajamisüsteemis on veojõumuundur põhikomponent ja IGBT on veojõumuunduri üks põhikomponente.