『壹』 绝缘栅双极晶体管的IGBT的发展前景
2010年,中国科学院微电子研究所成功研制国内首款可产业化IGBT芯片,由中国科学院微电子研究所设计研发的15-43A /1200V IGBT系列产品(采用Planar NPT器件结构)在华润微电子工艺平台上流片成功,各项参数均达到设计要求,部分性能优于国外同类产品。这是我国国内首款自主研制可产业化的IGBT(绝缘栅双极晶体管)产品,标志着我国全国产化IGBT芯片产业化进程取得了重大突破,拥有了第一条专业的完整通过客户产品设计验证的IGBT工艺线。该科研成果主要面向家用电器应用领域,联合江苏矽莱克电子科技有限公司进行市场推广,目前正由国内著名的家电企业用户试用,微电子所和华润微电子将联合进一步推动国产自主IGBT产品的大批量生产
『贰』 现在市场上常用的igbt的开通时间大概是多少啊
大约1us
『叁』 igbt驱动的技术现状
现有技术概述
市场上的驱动器产品简介
TX系列驱动器介绍 开关电源中大功率器件驱动电路的设计一向是电源领域的关键技术之一。普通大功率三极管和绝缘栅功率器件(包括VMOS场效应管和IGBT绝缘栅双极性大功率管等),由于器件结构的不同,具体的驱动要求和技术也大不相同。前者属于电流控制器件,要求合适的电流波形来驱动;后者属于电场控制器件,要求一定的电压来驱动。本文只介绍后者的情况。
VMOS场效应管(以及IGBT绝缘栅双极性大功率管等器件)的源极和栅极之间是绝缘的二氧化硅结构,直流电不能通过,因而低频的静态驱动功率接近于零。但是栅极和源极之间构成了一个栅极电容Cgs,因而在高频率的交替开通和关断时需要一定的动态驱动功率。小功率VMOS管的Cgs一般在10-100pF之内,对于大功率的绝缘栅功率器件,由于栅极电容Cgs较大,在1-100nF,甚至更大,因而需要较大的动态驱动功率。更由于漏极到栅极的密勒电容Cdg,栅极驱动功率是不可忽视的。
为可靠驱动绝缘栅器件,目前已有很多成熟电路。当驱动信号与功率器件不需要隔离时,驱动电路的设计是比较简单的,目前也有了一些优秀的驱动集成电路,如IR2110。当需要驱动器的输入端与输出端电气隔离时,一般有两种途径:采用光电耦合器,或是利用脉冲变压器来提供电气隔离。
光电耦合器的优点是体积小巧,缺点是:A.反应较慢,因而具有较大的延迟时间(高速型光耦一般也大于500ns);B.光电耦合器的输出级需要隔离的辅助电源供电。
用脉冲变压器隔离驱动绝缘栅功率器件有三种方法:无源、有源和自给电源驱动。
无源方法就是用变压器次级的输出直接驱动绝缘栅器件,这种方法很简单,也不需要单独的驱动电源,但由于绝缘栅功率器件的栅源电容Cgs一般较大,因而栅源间的波形Vgs将有明显变形,除非将初级的输入信号改为具有一定功率的大信号,相应脉冲变压器也应取较大体积。
有源方法中的变压器只提供隔离的信号,在次级另有整形放大电路来驱动绝缘栅功率器件,当然驱动波形好,但是需要另外提供隔离的辅助电源供给放大器。而辅助电源如果处理不当,可能会引进寄生的干扰。
自给电源方法的已有技术是对PWM驱动信号进行高频(1MHz以上)调制,该信号加在隔离脉冲变压器的初级,在次级通过直接整流得到自给电源,而原PWM调制信号则需经过解调取得,显然,这种方法并不简单, 价格当然也较高。调制的优点是可以传递的占空比不受限制。
分时式自给电源技术,是国内的发明专利技术,其特点是变压器在输入PWM信号的上升和下降沿只传递PWM信息,在输入信号的平顶阶段传递驱动所需要的能量,因而波形失真很小。这种技术的缺点是占空比一般只能达到5-95%。 当前市场上的成品驱动器,按驱动信号与被驱动的绝缘栅器件的电气关系来分,可分为直接驱动和隔离驱动两种,其中隔离驱动的隔离元件有光电耦合器和脉冲变压器两种。
不隔离的直接驱动器
在Boost、全波、正激或反激等电路中,功率开关管的源极位于输入电源的下轨,PWM IC输出的驱动信号一般不必与开关管隔离,可以直接驱动。如果需要较大的驱动能力,可以加接一级放大器或是串上一个成品驱动器。直接驱动的成品驱动器一般都采用薄膜工艺制成IC电路,调节电阻和较大的电容由外引脚接入。
目前的成品驱动器种类不少,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,种类繁多,本文不作具体介绍,读者可查阅相关资料。
使用光电耦合器的上的IGBT。
『肆』 什么是IGBT它的作用是什么
IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor),绝缘栅双极型晶体管,是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件, 兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。
IGBT的开关作用是通过加正向栅极电压形成沟道,给PNP(原来为NPN)晶体管提供基极电流,使IGBT导通。
反之,加反向门极电压消除沟道,切断基极电流,使IGBT关断。IGBT的驱动方法和MOSFET基本相同,只需控制输入极N-沟道MOSFET,所以具有高输入阻抗特性。
当MOSFET的沟道形成后,从P+基极注入到N-层的空穴(少子),对N-层进行电导调制,减小N-层的电阻,使IGBT在高电压时,也具有低的通态电压。
(4)IGBT的市场调查扩展阅读:
IGBT模块介绍:
IGBT是Insulated Gate Bipolar Transistor(绝缘栅双极型晶体管)的缩写,IGBT是由MOSFET和双极型晶体管复合而成的一种器件,其输入极为MOSFET,输出极为PNP晶体管。
它融合了这两种器件的优点,既具有MOSFET器件驱动功率小和开关速度快的优点,又具有双极型器件饱和压降低而容量大的优点,其频率特性介于MOSFET与功率晶体管之间,可正常工作于几十kHz频率范围内,在现代电力电子技术中得到了越来越广泛的应用,在较高频率的大、中功率应用中占据了主导地位。
若在IGBT的栅极和发射极之间加上驱动正电压,则MOSFET导通,这样PNP晶体管的集电极与基极之间成低阻状态而使得晶体管导通;若IGBT的栅极和发射极之间电压为0V,则MOS 截止,切断PNP晶体管基极电流的供给,使得晶体管截止。IGBT与MOSFET一样也是电压控制型器件,在它的栅极—发射极间施加十几V的直流电压,只有在uA级的漏电流流过,基本上不消耗功率。
参考资料:网络----IGBT
『伍』 1700V IGBT模块的应用有哪些市场
600V适合100-250Vac的家用电器(比如变频空调),办公电器,医疗仪器,通讯电源,小型逆变焊机,电动汽车驱动器。1200V适合300-440Vac的通用变频器,AFE,SVG,小型感应加热。1700V适合460-750Vac的变频器,AFE,SVG,感应加热。3300V可用于矿山1140V交流电压的防爆型变频器(用于驱动采煤机,传送带,提升机,破碎机),回馈装置,SVG,和城市轨道交通(轻轨,地铁)的电力传动。6500V可以用于中压电力传动,回馈装置,高压无功补偿,电力机车驱动器,国防科学研究(省略)。
『陆』 什么是IGBT,中国成功研制出8英寸IGBT的意义
IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor),绝缘栅双极型晶体管,是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件, 兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低,载流密度大,但驱动电流较大;MOSFET驱动功率很小,开关速度快,但导通压降大,载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点,驱动功率小而饱和压降低。非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。
IGBT模块是由IGBT(绝缘栅双极型晶体管芯片)与FWD(续流二极管芯片)通过特定的电路桥接封装而成的模块化半导体产品;封装后的IGBT模块直接应用于变频器、UPS不间断电源等设备上;
由于电子工业基础薄弱、技术门槛高等原因,我国大功率IGBT器件一度开发滞后,相关技术长期被ABB、英飞凌、三菱等国外公司控制,轨道交通用IGBT曾一度全部依赖进口。
近年来,世界范围内IGBT器件发展迅速,特别是中国发展速度最快,成为IGBT器件最大消费国。未来随着国家节能减排、加强自主创新能力等政策的引导和支持,市场的需求量逐年迅猛增长。据统计,目前我国IGBT年需求量已超过75亿元,而且每年以30%以上的速度增长。我国的技术进步和产业升级对IGBT器件有着很强的依赖性,国内IGBT市场供不应求。有关资料预测,到2020年,仅轨道交通电力牵引每年IGBT模块的市场规模不低于10亿元;此外,智能电网市场也将不低于4亿元。
中国成功研制出8英寸IGBT的意义:智能电网、高铁建设、新能源汽车以及家电节能等本土市场,更为企业的技术突破,实现IGBT的替代创造了坚实的市场基础。尤其是节能与新能源是国家发展新兴科技产业的重点,而IGBT则是节能与新能源领域核心器件,所以IGBT产业化不仅仅是市场需求,同时也是国家发展的战略需求。发改委于2010年3月19日下发红头文件:《国家发展改革委办公厅关于组织实施2010年新型电力电子器件产业化专项的通知》,其专项重点明确了以IGBT为代表的芯片和器件的设计开发及产业化、功率模块产业化。这说明国家对目前功率半导体国产化的现状已有比较深刻的认识和危机意识
『柒』 IGBT在制造工艺上有什么难度
引用:原帖由 onlyhunter 于 2008-7-25 21:47 发表 IGBT还可应用在电磁炉等,不仅仅是机车;国内已经有公司作出低压IGBT(1000V左右)
『捌』 目前用单管IGBT做变频器的多吗
不多,因为变频器内部包括整流桥单元、逆变单元、制动单元,如果设计上用单管IGBT那就要用7个单管并且外加一个整流桥,这样成本算下来并不比模块低,而且单管方案在PCB设计时PCB布线也非常难布通、IGBT散热设计也难(每个单管要与散热器绝缘,因为单管的外壳是C极)、生产装配也难(主要是7个分立的单管难装)由此人力成本上升,最终成本算下来还可能超过模块,如果上面这三个难点只要有一个处理不好那就会引起产品可靠性不好,模块就不一样了,它把整流桥单元、逆变单元、制动单元全部集成在一起,这样就方便多了。
『玖』 请问各位大师,IGBT现在的功率等级以及未来的发展趋势是什么,各位大神说说自己的看法
3300v/1200A
发展趋势,这个就不得而知了。。市场很大。。很光明吧!