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IGBT在新能源电动汽车中的应用全面解析
IGBT在新能源电动汽车中的应用全面解析
1、IGBT定义
IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，绝缘栅双极型晶体管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
2、IGBT的用途
IGBT是能源变换与传输的核心器件，俗称电力电子装置的“CPU”，应用于直流电压为600V及以上的变流系统如轨道交通、智能电网、航空航天、电动汽车与新能源装备等领域。
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
3、IGBT模块的特点
IGBT模块具有节能、安装维修方便、散热稳定等特点
当前市场上销售的多为此类模块化产品，一般所说的IGBT也指IGBT模块
4、用最简单的语言概括IGBT的功能和作用
控制能源的变换和传输
5、为什么电动汽车需要IGBT?
IGBT的作用是交流电和直流电的转换，同时IGBT还承担电压的高低转换的功能。
外界充电的时候是交流电，需要通过IGBT转变成直流电然后给电池，同时要把220V电压转换成适当的电压以上才能给电池组充电。
电池放电的时候，把通过IGBT把直流电转变成交流电机使用的交流电，同时起到对交流电机的变频控制，当然变压是必不可少的。
IGBT是功率半导体器件，可以说是电动车的的核心技术之一,IGBT 的好坏直接影响电动。
IGBT在新能源电动汽车中的应用全面解析
1、IGBT定义
IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，绝缘栅双极型晶体管
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
2、IGBT的用途
IGBT是能源变换与传输的核心器件，俗称电力电子装置的“CPU”，应用于直流电压为600V及以上的变流系统如轨道交通、智能电网、航空航天、电动汽车与新能源装备等领域。
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
3、IGBT模块的特点
IGBT模块具有节能、安装维修方便、散热稳定等特点
当前市场上销售的多为此类模块化产品，一般所说的IGBT也指IGBT模块
4、用最简单的语言概括IGBT的功能和作用
控制能源的变换和传输
5、为什么电动汽车需要IGBT?
IGBT的作用是交流电和直流电的转换，同时IGBT还承担电压的高低转换的功能。
外界充电的时候是交流电，需要通过IGBT转变成直流电然后给电池，同时要把220V电压转换成适当的电压以上才能给电池组充电。
电池放电的时候，把通过IGBT把直流电转变成交流电机使用的交流电，同时起到对交流电机的变频控制，当然变压是必不可少的。
IGBT是功率半导体器件，可以说是电动车的的核心技术之一,IGBT的好坏直接影响电动。
湖南铁路科技职业技术学院毕业设计任务书课题：IGBT在地铁车辆蓄电池充电机中的应用及维护检修专业：班级：学生姓名：所属院系：指导教师：湖南铁路科技职业技术学院教务处监制设计目标通过本课题的设计，使学生对IGBT技术在地铁车辆蓄电池充电机上的工作原理与故障处理方面理论专业知识形成更进一步的认知，同时理论联系实际，归纳总结IGBT技术在地铁车辆蓄电池充电机上的工作特点及其故障处理中的知识要点，为就业后的工作岗位奠定基础。
1）进行地铁车辆蓄电池充电机中IGBT检修工艺设计时，掌握真实的检修工具、检修设备、检修仪表和检修技术等内容，具备初步进行工艺设计的能力；2）通过分析解决地铁车辆辅助逆变中IGBT常见故障处理的实际问题，使学生建立正确的分析方法，达到具备基本检修技能的目的。
任务描述与要求1、分析目前IGBT的应用发展与现状；2、以目前正式运营的某一实际地铁线路为例来分析蓄电池充电机中IGBT部分的电路拓扑结构及其工作原理；3、设计该项目线路蓄电池充电机中IGBT部分电路的日检、月检和架修工艺流程；4、绘制该项目线路蓄电池充电机中IGBT部分电路日检、月检和架修的工艺流程图；5、根据实际情况对该项目线路蓄电池充电机中IGBT部分电路的检修流程工艺进行优化，并对蓄电池充电机中IGBT部分电路的常见故障进行分析总结。
实施进程安排1、2016年2月20日—2016年3月10日，完成毕业设计和论文初稿；2、2016年3月11日—2016年3月17日，毕业设计论文定稿；3、2016年3月18日—2016年3月23日，毕业设计评阅；4、2016年3月24日—2016年3月30日，毕业设计答辩；5、2016年4月7日，相关资料上传空间；毕业设计论文代做平台《580毕业设计网》是专业代做团队也有大量毕业设计成品提供参考参考资料《城市轨道交通车辆检修》耿幸福人民交通出版社《城市轨道交通车辆检修》阳东卢桂云机械工业出版社另：网络、知网、教材和图书馆都有相应资料可查询成果表现形式 工艺流程图，工艺卡或优化后的工艺文件。
IGBT的应用引言IGBT在以变频器及各类电源为代表的电力电子装置中得到了广泛应用。
IGBT集双极型功率晶体管和功率MOSFET的优点于一体，具有电压控制、输入阻抗大、驱动功率小、控制电路简单、开关损耗小、通断速度快和工作频率高等优点。
但是，IGBT和其它电力电子器件一样，其应用还依赖于电路条件和开关环境。
因此，IGBT的驱动和保护电路是电路设计的难点和重点，是整个装置运行的关键环节。
为解决IGBT的可靠驱动问题，国外各IGBT生产厂家或从事IGBT应用的企业开发出了众多的IGBT驱动集成电路或模块，如国内常用的日本富士公司生产的EXB8系列，三菱电机公司生产的M579系列，美国IR公司生产的IR21系列等。
但是，EXB8系列、M579系列和IR21系列没有软关断和电源电压欠压保护功能，而惠普生产的HCLP一316J有过流保护、欠压保护和1GBT软关断的功能，且价格相对便宜，因此，本文将对其进行研究，并给出1700V，200～300A IGBT的驱动和保护电路。
1 IGBT的工作特性IGBT是一种电压型控制器件，它所需要的驱动电流与驱动功率非常小，可直接与模拟或数字功能块相接而不须加任何附加接口电路。
IGBT的导通与关断是由栅极电压UGE来控制的，当UGE大于开启电压UGE（th）时IGBT导通，当栅极和发射极间施加反向或不加信号时，IGBT被关断。
IGBT与普通晶体三极管一样，可工作在线性放大区、饱和区和截止区，其主要作为开关器件应用。
在驱动电路中主要研究IGBT的饱和导通和截止两个状态，使其开通上升沿和关断下降沿都比较陡峭。
2 IGBT驱动电路要求在设计IGBT驱动时必须注意以下几点。
1）栅极正向驱动电压的大小将对电路性能产生重要影响，必须正确选择。
当正向驱动电压增大时，．IGBT的导通电阻下降，使开通损耗减小；但若正向驱动电压过大则负载短路时其短路电流IC随UGE增大而增大，可能使IGBT出现擎住效应，导致门控失效，从而造成IGBT的损坏；若正向驱动电压过小会使IGBT退出饱和导通区而进入线性放大区域，使IGBT过热损坏；使用中选12V≤UGE≤18V为好。
新一代牵引级IGBT模块技术研究与应用摘要：随着大功率电子元件和控制技术的发展，利用电子电源转换技术实现电压转换和能量传输的新型变压器-电力电子牵引变压器（powerelectronictractiontransformer，PETT）越来越受到人们的关注。
可用于更换重型、体积大的电力牵引频率变压器。
牵引设备有限的占地面积和铁路电源的高网络电压使PETT设备难以设计。
目前，中国没有PETT应用产品性能的报告，但外国制造商设计和制造的PETT设备仅适用于15kV / 16.67Hz铁路供电线路。
中国铁路供电网络采用电压和频率更高的25kV / 50Hz线路，绝缘设计更加复杂，PETT装置的设计也更加复杂。
本文主要分析新一代IGBT牵引模块的技术研究和应用。
关键词：牵引；IGBT；模块；大功率；变流器引言电力开关设备从早期电力二极管、晶闸管和关机晶闸管逐渐发展为集成开关栅晶闸管和绝缘栅双极晶体管，以及碳化硅莫尔斯晶体管和高移动性氮化镓电子移动晶体管等宽带隙设备。
新型电力开关设备的各项技术进步将为电力电子产业带来新的发展趋势。
随着电力铁路在铁路运输领域的普及和直流调速到交流传动的电力牵引发展，IGBT关机功能的提高和通过电流的增加，西门子自1992年将IGBT应用于法兰克福的低层电车以来，牵引变换器已完全进入IGBT应用阶段。
IGBT牵引模块具有高可靠性、阻塞电压和对高通断电流的高电阻特性，也是现代轨道交通牵引转换器中实现电能和电力输出转换的主要电源设备。
1、牵引级IGBT应用要求IGBT类牵引模块广泛应用于干线铁路、高速/城市间电力列车和城市轨道交通列车的电力机车。
与工业IGBT模块相比，IGBT牵引模块需要应对更复杂的运行和应用条件，包括电源网络的电压波动、频繁和突然的负载变化、高冷的气候、振动和冲击环境等。
这种条件对动态和静态特性、高温和低温特性提出了更高的要求。
安全的工作区、工作接头温度和功率损失、IGBT牵引模块的使用寿命和可靠性。
国产化IGBT在地铁列车的应用
黄永松
【期刊名称】《今日制造与升级》
【年(卷),期】2024()1
【摘要】文章介绍牵引系统国产化绝缘栅双极型晶体管的应用,阐述国产化IGBT 的研究意义、选型对比、装车调试验证、装车过程中遇到的问题及故障分析处置,使国产化绝缘栅双极型晶体管具有可靠性、安全性、稳定性,促使国产化IGBT能够落地应用。
【总页数】3页(P130-132)
【作者】黄永松
【作者单位】无锡地铁运营有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TN322.8
【相关文献】
1.北京地铁13号线列车制动系统国产化应用性研究
2.大功率IGBT在广州地铁三号线列车牵引系统的应用
3.SiC混合IGBT在下一代地铁列车中的应用研究
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5.国产化GTO器件在上海地铁列车上获得成功应用
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电力电子器件在轨道交通车辆牵引中的应用摘要：随着城市的不断发展,城市地铁交通也得到了快速发展,尤其是近几年我国城市扩容日新月异,城市空间不断扩展,地铁交通发展也要紧跟城市发展步伐。
在现代化轨道交通使用的车辆,需要使用牵引技术才能够保证其平稳运行，地铁车辆牵引系统作为地铁车辆的重要组成部分，文章主要分析了电力电子器件的发展、电力电子器件的分类及其基本特点及在轨道交通车辆牵引中的应用。
关键词：电力电子器件；轨道交通；车辆牵引系统；应用发展一、电力电子器件的发展自1957年美国的通用电气(General Electric)公司生成的第一个晶闸管,出现这种技术是电力电子技术的诞生。
从此以后，电子技术向两个方向发展。
一个方向是一种微电子技术，它以集成晶体管电路为核心对形成信息进行处理的。
另一个方向是对电力处理的电力电子技术，主要是以晶闸管为核心，其中晶闸管的派生器件的发展特点是种类越来越多，功率和性能越来越高。
传统的电力电子设备已经发展到一个非常成熟的阶段，但在实践中有两个致命的因素制约着它们的持续发展。
第一，控制功能缺乏，因为通过门极只能控制它的通电状态，而不能控制它的断电状态，属于半控型器件。
其次，该器件采用分立元件结构，开关损耗大，很难提高工作频率，一般难以超过400Hz，应用范围受到很大限制。
所以，半控制器件的发展停滞不前。
在20世纪70年代末，截流技术的晶闸管（GTO）器件的生产技术逐渐成熟，这表明电力电子器件已经从半控制器件发展到全控制器件方向发展。
进入80年代后，随着GTO器件的发展和成熟，MOS器件的开发利用真正开始了。
绝缘栅双极型晶体管（IGBT）占主导地位。
迄今为止，电力电子设备已经从电流控制发展到电压控制型器件。
在90年代，随着科技的发展，电力电子型器件向智能化和模块化方向发展，试图将具有驱动电路，保护电路，传感电路等的电力设备集成到芯片或模块中，从而使设备更加紧凑和智能。
其中IPM就是其中最典型的一种。
