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IGBT管/模块
IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor,绝缘栅双极型晶体管)是一种复合全控型功率半导体器件,结合了 MOSFET(场效应管) 和 BJT(双极型晶体管) 的优点,广泛应用于高电压、大电流的电力电子电路中。
IGBT 的核心特点
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结构复合:
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输入级 像 MOSFET:由栅极电压控制,驱动功率小。
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输出级 像 BJT:能承受高电压、大电流,导通损耗低。
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关键优势:
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高输入阻抗(栅极驱动简单,功耗低)。
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低导通压降(比 MOSFET 更适合高压场景)。
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快速开关速度(适合高频应用,如 PWM 控制)。
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工作模式:
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通过栅极电压控制导通/关断,导通时电流从集电极(C)流向发射极(E)。
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IGBT 模块是什么?
IGBT 模块是将 IGBT 芯片、续流二极管(FWD)、驱动电路、散热基板 等集成封装而成的标准化功率模块,优势包括:
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高功率密度:多芯片并联,支持更大电流(如数百安培)和电压(如数千伏)。
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可靠性强:内置温度监测、电流保护等功能。
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易于安装:标准化封装(如常见的 "半桥"、"全桥" 模块),简化电路设计。
典型应用场景
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工业领域:
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变频器(控制电机转速)。
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逆变器(如太阳能发电、UPS 电源)。
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消费电子:
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电磁炉、空调变频驱动。
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新能源:
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电动汽车(电机控制器、充电桩)。
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风力发电变流器。
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轨道交通:
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高铁牵引变流系统。
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与 MOSFET 和 BJT 的对比
特性 | IGBT | MOSFET | BJT |
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驱动方式 | 电压控制(栅极) | 电压控制(栅极) | 电流控制(基极) |
开关速度 | 中速 | 高速 | 低速 |
导通损耗 | 低(高压下优势大) | 高(高压时显著) | 中等 |
适用场景 | 高压大电流(>600V) | 高频低压(<200V) | 低成本中功率 |
注意事项
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发热问题:高功率下需配合散热器或水冷。
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电压尖峰:开关过程中可能产生浪涌电压,需设计缓冲电路(如吸收电容)。
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栅极驱动:需匹配合适电压(通常 ±15V),避免欠驱动导致损耗增加。
总结来说,IGBT 及其模块是现代电力电子的“核心开关”,尤其在新能源和工业自动化中不可或缺。