Come funziona questo chip transistor bipolare con gate isolante nelle auto elettriche?
Dec 03, 2021
IGBT viene utilizzato per il chip di controllo dell'uscita del motore a corrente alternata di veicoli elettrici, locomotive ferroviarie ed emU.
L'IGBT controlla direttamente la conversione della corrente continua e alternata, determinando la coppia del sistema di azionamento e la massima potenza erogata. Quindi,'è tutto incentrato su accelerazione, velocità massima, efficienza energetica.
L'IGBT rappresenta circa la metà del costo del sistema di azionamento del motore e il 5% del costo totale del veicolo, rendendolo il secondo componente più costoso di un veicolo elettrico (la batteria è la prima). Questo è letteralmente il quot" tecnologia di base" nei veicoli elettrici.
Strutturalmente, IGBT ha tre direzioni di sviluppo principali:
1, struttura verticale IGBT: collettore non trasparente tipo NPT, tipo PT con strato tampone, collettore trasparente tipo NPT e tipo FS taglio campo elettrico;
2, struttura del cancello IGBT: meccanismo del cancello piano, struttura del tipo Trench Trench;
3, tecnologia di elaborazione del wafer di silicio: tecnologia di crescita epitassiale, cristallo singolo di silicio fuso in zona;
In base al processo di confezionamento, il modulo IGBT può essere suddiviso in tipo di saldatura e tipo di crimpatura. I moduli IGBT ad alta pressione sono generalmente confezionati in un tipo di saldatura standard, mentre i moduli IGBT a media e bassa pressione hanno molte nuove tecnologie, come la sinterizzazione invece della saldatura, il contatto a pressione invece del processo di confezionamento del tipo a crimpare con saldatura a piombo.
Con il continuo sviluppo della tecnologia dei chip IGBT, la temperatura di giunzione di lavoro e la densità di potenza più elevate del chip stanno aumentando e la tecnologia dei moduli IGBT dovrebbe essere adattata ad esse. In futuro, la tecnologia dei moduli IGBT sarà migliorata da due aspetti:" la parte posteriore del chip è saldata e fissata" e"l'elettrodo anteriore è interconnesso".
Principali campi di applicazione degli IGBT
Come la corrente principale dei nuovi dispositivi a semiconduttore di potenza, IGBT è stato ampiamente utilizzato nell'industria, 4C (comunicazioni, computer, elettronica di consumo, elettronica automobilistica), aerospaziale, difesa nazionale e altri settori industriali tradizionali, nonché nel trasporto ferroviario, nuova energia, intelligente grid, veicoli di nuova energia e altri settori strategici emergenti.
1. Veicoli di nuova energia
Il modulo IGBT svolge un ruolo importante nei veicoli elettrici ed è il componente tecnico principale dei veicoli elettrici e delle pile di ricarica. Il modulo IGBT rappresenta quasi il 10% del costo dei veicoli elettrici e circa il 20% del costo della ricarica delle pile. IGBT trova applicazione principalmente nel campo dei veicoli elettrici nei seguenti aspetti:
A) L'inverter DC/AC (DC/AC) ad alta potenza del sistema di controllo elettrico aziona il motore dell'automobile;
B) Sistema di controllo della climatizzazione veicolare inverter DC/AC (DC/AC) a bassa potenza, utilizzando IGBT e FRD a bassa corrente;
C) Il modulo IGBT nella pila di ricarica intelligente viene utilizzato come elemento di commutazione;
2. Rete intelligente
IGBT è ampiamente utilizzato nell'estremità della generazione di energia della rete intelligente, nell'estremità della trasmissione, nella sottostazione e nell'estremità dell'energia:
Dal punto di vista della generazione di energia, il raddrizzatore e l'inverter nella generazione di energia eolica e nella produzione di energia fotovoltaica devono utilizzare il modulo IGBT.
Dal lato della trasmissione, la tecnologia di trasmissione flessibile FACTS nella trasmissione UHV DC richiede l'uso di IGBT e altri dispositivi di alimentazione in grandi quantità.
L'IGBT è il componente chiave del trasformatore elettronico di potenza (PET).
Dal punto di vista del consumo energetico, l'elettricità bianca domestica, il forno a microonde, i driver di illuminazione a LED, ecc., hanno una grande richiesta di IGBT.
3. Trasporto ferroviario
I dispositivi IGBT sono diventati i principali dispositivi elettronici di potenza per convertitori di trazione e convertitori ausiliari dei veicoli di trasporto ferroviario. La tecnologia di azionamento a corrente alternata è una delle tecnologie principali del moderno trasporto ferroviario. Nel sistema di trasmissione a corrente alternata, il convertitore di trazione è il componente chiave e l'IGBT è uno dei componenti più importanti del convertitore di trazione.
