IGBT的應用-電子封裝

1、 turinget 地址：陜西省西安市經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)草灘十路1787號一文讀懂IGBT在新能源電動汽車中的應用1、 IGBT 定義IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，絕緣柵雙極型晶體管IGBT模塊是由IGBT絕緣柵雙極型晶體管芯片與FWD續(xù)流二極管芯片通過特定的電路橋接封裝而成的模塊化半導體產(chǎn)品2、 IGBT的用途IGBT是能源變換與傳輸?shù)暮诵钠骷?，俗稱電力電子裝置的“CPU，應用于直流電壓為600V及以上的變流系統(tǒng)如軌道交通、智能電網(wǎng)、航空航天、電動汽車與新能源裝備等領域。封裝后的IGBT模塊直接應用于變頻器、UPS不間斷電源等設備上3、 IGBT

2、模塊的特點IGBT模塊具有節(jié)能、安裝維修方便、散熱穩(wěn)定等特點當前市場上銷售的多為此類模塊化產(chǎn)品，一般所說的IGBT也指IGBT模塊4、 用最簡單的語言概括IGBT的功能和作用控制能源的變換和傳輸5、 為什么電動汽車需要IGBT？IGBT的作用是交流電和直流電的轉換，同時IGBT還承當電壓的上下轉換的功能。外界充電的時候是交流電，需要通過IGBT轉變成直流電然后給電池，同時要把220V電壓轉換成適當?shù)碾妷阂陨喜拍芙o電池組充電。電池放電的時候，把通過IGBT把直流電轉變成交流電機使用的交流電，同時起到對交流電機的變頻控制，當然變壓是必不可少的。IGBT是功率半導體器件，可以說是電動車的的核心技術之

3、一,IGBT的好壞直接影響電動車功率的釋放速度。6、 IGBT的工作原理以空調壓縮機為例：國內(nèi)規(guī)定的電壓220V，頻率50Hz的電流經(jīng)整流濾波后得到310V左右的直流電，此直流電經(jīng)過逆變后，就可以得到用以控制壓縮機運轉的變頻電源，這就能將50赫茲的電網(wǎng)頻率轉變?yōu)?0-130赫茲，利用電源頻率可以控制平滑控制壓縮機轉速，到達自動無級變速，使壓縮機始終處于最正確工作狀態(tài)。在電動車上，可以把電機看成壓縮機。兩者原理幾乎完全一致。7、 IGBT在現(xiàn)代交通系統(tǒng)中的重要性直流充電樁30%的原材料本錢是IGBT電力機車一般需要 500 個 IGBT 模塊動車組需要超過 100 個 IGBT 模塊一節(jié)地鐵需要

4、 50-80 個 IGBT 模塊8、 IGBT本錢的重要性IGBT約占電機驅動系統(tǒng)本錢的一半，而電機驅動系統(tǒng)占整車本錢的15-20%，也就是說IGBT占整車本錢的7-10%，是除電池之外本錢第二高的元件，也決定了整車的能源效率。2021年全球電動車銷量大約200萬輛，共消耗了大約9億美元的IGBT管，平均每輛車大約450美元，是電動車里除電池外最昂貴的部件。9、豐田是世界上唯一能自產(chǎn)IGBT的車廠也正因為IGBT太重要，豐田在開發(fā)混合動力車時就認定IGBT管要完全控制在手中，豐田也是全球唯一能夠自產(chǎn)IGBT管的汽車廠家自產(chǎn)，而不是買別人的晶圓再做封裝，普銳斯也因此獲得強大的生命力，也是目前全球

5、唯一的強混合動力車。10、中國高鐵 IGBT市場已根本被日本三菱壟斷三菱電機生產(chǎn)的IGBT已經(jīng)成為業(yè)內(nèi)默認的標準，中國的高速機車用IGBT由三菱完全壟斷，同時歐洲的阿爾斯通、西門子、龐巴迪也是一半以上采用三菱電機的IGBT11、 英飛凌那么包攬了幾乎所有電動汽車的IGBT除了日系廠家，英飛凌包攬了幾乎所有電動車的IGBT，而三菱電機那么沉醉于中國高鐵的豐厚利潤中無法自拔，在低于2500V市場幾乎一無所獲。12、 特斯拉用IGBT的本錢情況特斯拉Model X使用132個IGBT管，由英飛凌提供，其中后電機為96個，前電機為36個，每個單管的價格大約4-5美元，合計大約650美元。如果改用模塊的

6、話，估計需要12-16個模塊，本錢大約1200-1600美元。特斯拉使用單管的原因主要是本錢，尤其是其功率比一般的電動車要大不少，加上設計開發(fā)周期短，不得不采用單管設計。13、 中國制造IGBT的現(xiàn)狀IGBT目前已經(jīng)開展到7.5代，第7代由三菱電機在2021年推出，三菱電機目前的水平可以看作7.5代，同時IGBT的下一代SiC技術已經(jīng)在日本全面普及，無論三菱這樣的大廠還是Fuji、Rohm這樣的小廠都有能力輕松制造出SiC元件，我國目前停留在第三代水平上，差距在20年以上。自第六代以后，IGBT自身的潛力已經(jīng)挖掘的差不多了，大家都把精力轉移到IGBT的封裝上，也就是散熱。車用IGBT的散熱效率要求比工業(yè)級要高得多，同時還要考慮強振動條件，汽車級的IGBT遠在工業(yè)級之上。散熱的關鍵是材料，而材料科學是一個國家根底科學的表達，中國在這方面非常落后，日本那么遙遙領先，不僅在德國之上，還在美國之上。陜西圖靈電子科技是一家集電子封裝材料、新型焊接材料的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售、咨詢及技術效勞于一體的綜合性科技公司。圖靈擁有自己的模具加工中心和模具庫，采用精密沖壓