『壹』 絕緣柵雙極晶體管的IGBT的發展前景
2010年,中國科學院微電子研究所成功研製國內首款可產業化IGBT晶元,由中國科學院微電子研究所設計研發的15-43A /1200V IGBT系列產品(採用Planar NPT器件結構)在華潤微電子工藝平台上流片成功,各項參數均達到設計要求,部分性能優於國外同類產品。這是我國國內首款自主研製可產業化的IGBT(絕緣柵雙極晶體管)產品,標志著我國全國產化IGBT晶元產業化進程取得了重大突破,擁有了第一條專業的完整通過客戶產品設計驗證的IGBT工藝線。該科研成果主要面向家用電器應用領域,聯合江蘇矽萊克電子科技有限公司進行市場推廣,目前正由國內著名的家電企業用戶試用,微電子所和華潤微電子將聯合進一步推動國產自主IGBT產品的大批量生產
『貳』 現在市場上常用的igbt的開通時間大概是多少啊
大約1us
『叄』 igbt驅動的技術現狀
現有技術概述
市場上的驅動器產品簡介
TX系列驅動器介紹 開關電源中大功率器件驅動電路的設計一向是電源領域的關鍵技術之一。普通大功率三極體和絕緣柵功率器件(包括VMOS場效應管和IGBT絕緣柵雙極性大功率管等),由於器件結構的不同,具體的驅動要求和技術也大不相同。前者屬於電流控制器件,要求合適的電流波形來驅動;後者屬於電場控制器件,要求一定的電壓來驅動。本文只介紹後者的情況。
VMOS場效應管(以及IGBT絕緣柵雙極性大功率管等器件)的源極和柵極之間是絕緣的二氧化硅結構,直流電不能通過,因而低頻的靜態驅動功率接近於零。但是柵極和源極之間構成了一個柵極電容Cgs,因而在高頻率的交替開通和關斷時需要一定的動態驅動功率。小功率VMOS管的Cgs一般在10-100pF之內,對於大功率的絕緣柵功率器件,由於柵極電容Cgs較大,在1-100nF,甚至更大,因而需要較大的動態驅動功率。更由於漏極到柵極的密勒電容Cdg,柵極驅動功率是不可忽視的。
為可靠驅動絕緣柵器件,目前已有很多成熟電路。當驅動信號與功率器件不需要隔離時,驅動電路的設計是比較簡單的,目前也有了一些優秀的驅動集成電路,如IR2110。當需要驅動器的輸入端與輸出端電氣隔離時,一般有兩種途徑:採用光電耦合器,或是利用脈沖變壓器來提供電氣隔離。
光電耦合器的優點是體積小巧,缺點是:A.反應較慢,因而具有較大的延遲時間(高速型光耦一般也大於500ns);B.光電耦合器的輸出級需要隔離的輔助電源供電。
用脈沖變壓器隔離驅動絕緣柵功率器件有三種方法:無源、有源和自給電源驅動。
無源方法就是用變壓器次級的輸出直接驅動絕緣柵器件,這種方法很簡單,也不需要單獨的驅動電源,但由於絕緣柵功率器件的柵源電容Cgs一般較大,因而柵源間的波形Vgs將有明顯變形,除非將初級的輸入信號改為具有一定功率的大信號,相應脈沖變壓器也應取較大體積。
有源方法中的變壓器只提供隔離的信號,在次級另有整形放大電路來驅動絕緣柵功率器件,當然驅動波形好,但是需要另外提供隔離的輔助電源供給放大器。而輔助電源如果處理不當,可能會引進寄生的干擾。
自給電源方法的已有技術是對PWM驅動信號進行高頻(1MHz以上)調制,該信號加在隔離脈沖變壓器的初級,在次級通過直接整流得到自給電源,而原PWM調制信號則需經過解調取得,顯然,這種方法並不簡單, 價格當然也較高。調制的優點是可以傳遞的占空比不受限制。
分時式自給電源技術,是國內的發明專利技術,其特點是變壓器在輸入PWM信號的上升和下降沿只傳遞PWM信息,在輸入信號的平頂階段傳遞驅動所需要的能量,因而波形失真很小。這種技術的缺點是占空比一般只能達到5-95%。 當前市場上的成品驅動器,按驅動信號與被驅動的絕緣柵器件的電氣關系來分,可分為直接驅動和隔離驅動兩種,其中隔離驅動的隔離元件有光電耦合器和脈沖變壓器兩種。
不隔離的直接驅動器
在Boost、全波、正激或反激等電路中,功率開關管的源極位於輸入電源的下軌,PWM IC輸出的驅動信號一般不必與開關管隔離,可以直接驅動。如果需要較大的驅動能力,可以加接一級放大器或是串上一個成品驅動器。直接驅動的成品驅動器一般都採用薄膜工藝製成IC電路,調節電阻和較大的電容由外引腳接入。
目前的成品驅動器種類不少,如TI公司的UCC37XXX系列,TOSIBA公司的TPS28XX系列,Onsemi公司的MC3315X系列,SHARP公司的PC9XX系列,IR公司的IR21XX系列,等等,種類繁多,本文不作具體介紹,讀者可查閱相關資料。
使用光電耦合器的上的IGBT。
『肆』 什麼是IGBT它的作用是什麼
IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor),絕緣柵雙極型晶體管,是由BJT(雙極型三極體)和MOS(絕緣柵型場效應管)組成的復合全控型電壓驅動式功率半導體器件, 兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導通壓降兩方面的優點。
IGBT的開關作用是通過加正向柵極電壓形成溝道,給PNP(原來為NPN)晶體管提供基極電流,使IGBT導通。
反之,加反向門極電壓消除溝道,切斷基極電流,使IGBT關斷。IGBT的驅動方法和MOSFET基本相同,只需控制輸入極N-溝道MOSFET,所以具有高輸入阻抗特性。
當MOSFET的溝道形成後,從P+基極注入到N-層的空穴(少子),對N-層進行電導調制,減小N-層的電阻,使IGBT在高電壓時,也具有低的通態電壓。
(4)IGBT的市場調查擴展閱讀:
IGBT模塊介紹:
IGBT是Insulated Gate Bipolar Transistor(絕緣柵雙極型晶體管)的縮寫,IGBT是由MOSFET和雙極型晶體管復合而成的一種器件,其輸入極為MOSFET,輸出極為PNP晶體管。
它融合了這兩種器件的優點,既具有MOSFET器件驅動功率小和開關速度快的優點,又具有雙極型器件飽和壓降低而容量大的優點,其頻率特性介於MOSFET與功率晶體管之間,可正常工作於幾十kHz頻率范圍內,在現代電力電子技術中得到了越來越廣泛的應用,在較高頻率的大、中功率應用中占據了主導地位。
若在IGBT的柵極和發射極之間加上驅動正電壓,則MOSFET導通,這樣PNP晶體管的集電極與基極之間成低阻狀態而使得晶體管導通;若IGBT的柵極和發射極之間電壓為0V,則MOS 截止,切斷PNP晶體管基極電流的供給,使得晶體管截止。IGBT與MOSFET一樣也是電壓控制型器件,在它的柵極—發射極間施加十幾V的直流電壓,只有在uA級的漏電流流過,基本上不消耗功率。
參考資料:網路----IGBT
『伍』 1700V IGBT模塊的應用有哪些市場
600V適合100-250Vac的家用電器(比如變頻空調),辦公電器,醫療儀器,通訊電源,小型逆變焊機,電動汽車驅動器。1200V適合300-440Vac的通用變頻器,AFE,SVG,小型感應加熱。1700V適合460-750Vac的變頻器,AFE,SVG,感應加熱。3300V可用於礦山1140V交流電壓的防爆型變頻器(用於驅動採煤機,傳送帶,提升機,破碎機),回饋裝置,SVG,和城市軌道交通(輕軌,地鐵)的電力傳動。6500V可以用於中壓電力傳動,回饋裝置,高壓無功補償,電力機車驅動器,國防科學研究(省略)。
『陸』 什麼是IGBT,中國成功研製出8英寸IGBT的意義
IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor),絕緣柵雙極型晶體管,是由BJT(雙極型三極體)和MOS(絕緣柵型場效應管)組成的復合全控型電壓驅動式功率半導體器件, 兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導通壓降兩方面的優點。GTR飽和壓降低,載流密度大,但驅動電流較大;MOSFET驅動功率很小,開關速度快,但導通壓降大,載流密度小。IGBT綜合了以上兩種器件的優點,驅動功率小而飽和壓降低。非常適合應用於直流電壓為600V及以上的變流系統如交流電機、變頻器、開關電源、照明電路、牽引傳動等領域。
IGBT模塊是由IGBT(絕緣柵雙極型晶體管晶元)與FWD(續流二極體晶元)通過特定的電路橋接封裝而成的模塊化半導體產品;封裝後的IGBT模塊直接應用於變頻器、UPS不間斷電源等設備上;
由於電子工業基礎薄弱、技術門檻高等原因,我國大功率IGBT器件一度開發滯後,相關技術長期被ABB、英飛凌、三菱等國外公司控制,軌道交通用IGBT曾一度全部依賴進口。
近年來,世界范圍內IGBT器件發展迅速,特別是中國發展速度最快,成為IGBT器件最大消費國。未來隨著國家節能減排、加強自主創新能力等政策的引導和支持,市場的需求量逐年迅猛增長。據統計,目前我國IGBT年需求量已超過75億元,而且每年以30%以上的速度增長。我國的技術進步和產業升級對IGBT器件有著很強的依賴性,國內IGBT市場供不應求。有關資料預測,到2020年,僅軌道交通電力牽引每年IGBT模塊的市場規模不低於10億元;此外,智能電網市場也將不低於4億元。
中國成功研製出8英寸IGBT的意義:智能電網、高鐵建設、新能源汽車以及家電節能等本土市場,更為企業的技術突破,實現IGBT的替代創造了堅實的市場基礎。尤其是節能與新能源是國家發展新興科技產業的重點,而IGBT則是節能與新能源領域核心器件,所以IGBT產業化不僅僅是市場需求,同時也是國家發展的戰略需求。發改委於2010年3月19日下發紅頭文件:《國家發展改革委辦公廳關於組織實施2010年新型電力電子器件產業化專項的通知》,其專項重點明確了以IGBT為代表的晶元和器件的設計開發及產業化、功率模塊產業化。這說明國家對目前功率半導體國產化的現狀已有比較深刻的認識和危機意識
『柒』 IGBT在製造工藝上有什麼難度
引用:原帖由 onlyhunter 於 2008-7-25 21:47 發表 IGBT還可應用在電磁爐等,不僅僅是機車;國內已經有公司作出低壓IGBT(1000V左右)
『捌』 目前用單管IGBT做變頻器的多嗎
不多,因為變頻器內部包括整流橋單元、逆變單元、制動單元,如果設計上用單管IGBT那就要用7個單管並且外加一個整流橋,這樣成本算下來並不比模塊低,而且單管方案在PCB設計時PCB布線也非常難布通、IGBT散熱設計也難(每個單管要與散熱器絕緣,因為單管的外殼是C極)、生產裝配也難(主要是7個分立的單管難裝)由此人力成本上升,最終成本算下來還可能超過模塊,如果上面這三個難點只要有一個處理不好那就會引起產品可靠性不好,模塊就不一樣了,它把整流橋單元、逆變單元、制動單元全部集成在一起,這樣就方便多了。
『玖』 請問各位大師,IGBT現在的功率等級以及未來的發展趨勢是什麼,各位大神說說自己的看法
3300v/1200A
發展趨勢,這個就不得而知了。。市場很大。。很光明吧!