IGBT模块的作用

IGBT承载功能模块IGBT承载功能模块是一种集成了高性能晶体管、高压集成电路、驱动电路、防反向电压保护电路等多种功能的电子设备，其主要作用是在高压高频的控制系统中充当开关模块，实现高效稳定地控制电流和电压。

下面，我们来详细了解IGBT承载功能模块的使用步骤。

步骤一，安装模块及测试首先，需要将IGBT承载功能模块按照说明书中的装配流程安装到系统中。

然后，进行如下测试：1. 测试电源：将系统的电源接入IGBT承载功能模块。

2. 测试开启：用信号发生器输出指定信号，在保证系统电源正常的情况下，打开IGBT，检查反相电压保护等功能是否正常。

3. 测试功率：将信号源输入到系统中，检查输出功率是否符合设计要求，并根据需要进行调整。

步骤二，调整电流输出由于不同电路在使用过程中，需要通过IGBT承载功能模块来达到不同的电流输出效果。

在此，我们就需要调整电流输出。

1. 选择合适的不同电流输出模式：不同电路下的电流输出模式会有所不同，需要根据实际的需要选择相应的模式。

2. 对IGBT承载功能模块的电流输出进行调整：根据实际需要，调整电流的输出，使其符合电路需要的功率输出要求。

步骤三，根据系统需求连接其他器件在使用IGBT承载功能模块的过程中，还需要考虑到它与其他器件的连接关系。

比如，需要将电源与其它器件连接，在实际情况下，还需要根据系统需要连接其他器件，比如温度传感器，从而实现整个控制系统的各项功能。

总之，IGBT承载功能模块在现代控制系统的应用中具有重要作用，其使用也需要考虑到实际情况下的各项因素。

我们需要根据实际情况，从系统整体出发，制定合理的方案，以实现高效、稳定的控制效果。

IGBT模块的作用时间:2007-08-21 来源: 作者:李春峰王业鹏谢勋点击：7145 字体大小:【大中小】摘要：对IGBT的特性及使用时的注意事项进行了探讨，提出了选择和安装过程中应该注意的方面。

1 IGBT模块简介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，它融和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。

IGBT的等效电路如图1所示。

由图1可知，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。

图1 IGBT的等效电路2 IGBT模块的选择IGBT模块的电压规格与所使用装置的输入电源即试电电源电压紧密相关。

其相互关系见下表。

使用中当IGBT模块集电极电流增大时，所产生的额定损耗亦变大。

同时，开关损耗增大，使原件发热加剧，因此，选用IGBT模块时额定电流应大于负载电流。

特别是用作高频开关时，由于开关损耗增大，发热加剧，选用时应该降等使用。

3 使用中的注意事项由于IGBT模块为MOSFET结构，IGBT的栅极通过一层氧化膜与发射极实现电隔离。

由于此氧化膜很薄，其击穿电压一般达到20～30V。

集成IGBT变频器模块随着现代工业的发展，变频器作为一种可以调节电机转速的装置，被广泛应用于各种生产设备和机器人。

其中，逆变器作为变频器的核心部件之一，可将工频交流电转换成适合电动机的三相交流电，并且可以通过调节逆变器输出的电压和频率来调节电机转速。

现如今，随着技术的不断发展，集成IGBT变频器模块的出现，极大地方便了工程师的应用。

本文将着重介绍集成IGBT变频器模块的概念、特点及应用。

一、集成IGBT变频器模块的概念集成IGBT变频器模块是一种将整个逆变器集成在一个模块内的装置。

这个模块可以快速安装、便于维修，并且可以大大降低系统的故障率。

集成IGBT变频器模块一般由镀金铜或铜铝复合材料的基板、内置IGBT模块、机械模块、驱动电路、滤波电容、继电器等部分组成。

此外，配置故障自诊断、过流保护、过压保护、过热保护等多种保护模块，以保障设备的稳定运行。

二、集成IGBT变频器模块的特点1.高效稳定集成IGBT变频器模块的输出电流和电压具有高精度和高稳定性，可以减少因电源不稳定或压力过大而导致的故障状况。

2.插拔便捷集成IGBT变频器模块采用模块化的设计，方便大家进行插拔式的安装和拆卸，短时间内即可完成更换、安装、维护等操作。

3.防护安全集成IGBT变频器模块配备了完善的防护措施和安全保障，如过流、过压、过热等保护模块，可以有效保护整个逆变器系统不受损坏。

4.减少空间占用集成IGBT变频器模块设计精巧，占用空间小，相对于传统逆变器兼容性强，更容易与其他设备统一安装。

在有限的空间中逆变器输出可在较为多样化的设备中运行使用，降低了设备成本。

三、集成IGBT变频器模块的应用集成IGBT变频器模块广泛应用于各种变频器、交流电机驱动、UPS、太阳能逆变器、动力因数校正、轨道交通和新能源领域等。

在不同应用领域内，逆变器对电压变化的要求需要满足不同的标准，而集成IGBT变频器模块的输出电压可以通过相关的机械和电气参数设置来满足各种不同的需求。

变频器中IGBT模块的作用
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。

IGB T 的驱动方法和MOSFET 基本相同，只需控制输入极N一沟道MOSFET ，所以具有高输入阻抗特性。

当MOS FET 的沟道形成后，从P+ 基极注入到N 一层的空穴（少子），对N 一层进行电导调制，减小N 一层的电阻，使IGBT 在高电压时，也具有低的通态电压而在漏区另一侧的P+ 区称为漏注入区（ Drain injector ），它是IGBT 特有的功能区，与漏区和亚沟道区一起形成PNP 双极晶体管，起发射极的作用，向漏极注入空穴，进行导电调制，以降低器件的通态电压。

附于漏注入区上的电极称为漏极。

IGBT 的开关作用是通过加正向栅极电压形成沟道，给PNP 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的工作原理和作用以及IGBT管的检测方法IGBT的工作原理和作用IGBT就是一个开关，非通即断，如何控制他的通还是断，就是靠的是栅源极的电压，当栅源极加+12V（大于6V，一般取12V到15V）时IGBT 导通，栅源极不加电压或者是加负压时，IGBT关断，加负压就是为了可靠关断。

IGBT没有放大电压的功能，导通时可以看做导线，断开时当做开路。

IGBT有三个端子，分别是G，D，S，在G和S两端加上电压后，内部的电子发生转移（半导体材料的特点，这也是为什么用半导体材料做电力电子开关的原因），本来是正离子和负离子一一对应，半导体材料呈中性，但是加上电压后，电子在电压的作用下，累积到一边，形成了一层导电沟道，因为电子是可以导电的，变成了导体。

如果撤掉加在GS两端的电压，这层导电的沟道就消失了，就不可以导电了，变成了绝缘体。

IGBT的工作原理和作用电路分析IGBT的等效电路如图1所示。

由图1可知，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MOSFET截止，切断PNP晶体管基极电流的供给，使得晶体管截止。

图1 IGBT的等效电路由此可知，IGBT的安全可靠与否主要由以下因素决定：--IGBT栅极与发射极之间的电压；--IGBT集电极与发射极之间的电压；--流过IGBT集电极-发射极的电流；--IGBT的结温。

如果IGBT栅极与发射极之间的电压，即驱动电压过低，则IGBT不能稳定正常地工作，如果过高超过栅极-发射极之间的耐压则IGBT可能永久性损坏；同样，如果加在IGBT集电极与发射极允许的电压超过集电极-发射极之间的耐压，流过IGBT集电极-发射极的电流超过集电极-发射极允许的最大电流，IGBT的结温超过其结温的允许值，IGBT都可能。

1引⾔ 在⼤功率电⼒电⼦器件应⽤中，IGBT 已取代GTR 或MOsF 龃成为主流。

⼼盯的优点在予输⼊阻抗⾼、开关损耗⼩、饱和压降低、通断速度快、热稳定性能好、耐⾼压且承受⼤电流、驱动电路简单。

⽬前，由妇BT 单元构成的功率模块在智能化⽅⾯得到了迅速发展，智能功率模块(IPM)不仅包括基本组合单元和驱动电路，还具有保护和报警功能。

IPM 以其完善的功能和⾼可靠性创造了很好的应⽤条件，利⽤IPM 的控制功能，与微处理器相结合，可⽅便地构成智能功率控制系统。

IGBT ⼀IPM 模块适⽤变频器、直流调速系统、DC—DC 变换器以及有源电⼒滤波器等，其中富⼠R 系列IGBT ⼀IPM 是应⽤较⼴泛的产品之⼀。

2 IGBll_IPM 的结构 IPM Ⅱ模块有6单元或7单元结构，⽤陶瓷基板作绝缘构造，基板可直接安装在散热器上，控制输⼊端为2.54m 标准单排封装，可⽤⼀个通⽤连接器直接与印刷电路板相连。

主电源输⼊(P ，N)、制动输出(B)及输出端(u ，v ，w)分别就近配置，主配线⽅便;主端⼦⽤M5螺钉，可实现电流传输。

IPM 的结构框图如图l 所⽰，其基本结构为IGBT 单元组成的三相桥臂;内含续流⼆极管、制动⽤IG 明和制动⽤续流⼆极管;内置驱动电路、保护电路和报警输出电路。

IPM 共有6个主回路端(P ，N ，B ，u ，v ，w)、16个控制端，其中vccu 、vccv 、vccw 分别为u 、v 、w 相上桥臂控制电源输⼊的+端，GNDU 、GNDV 、GNDW 分别为对应的⼀端;Vinu 、vinV 、vinW 分别为上桥臂u 、v 、w 相控制信号输⼊端，vcc 、GND 为下桥臂公⽤控制电源输⼊;vinX 、vinY 、vinZ 分别为下桥臂x 、Y 、z 相控制信号输⼊端;vinDB 为制动单元控制信号输⼊端;ALM 为保护电路动作时的报警信号输出端。

图1 IPM 结构框图 R 系列IGBT—IPM 产品包括：中容量600v 系列50A ～150A 、1200v 系列25A ～75A;⼤容量600v 系列200A ～300A 、1200v 系列100A ⼀150A 。

3、典型交-直-交变频器主电路 交－直－交电压型PWM变频电路
电路采用二极管构成整流器，完成交流到直流的变换，其输出直流电压Ud是不可控 的；中间直流环节用大电容C滤波；电力晶体管V1～V6构成PWM逆变器，完成直流 到交流的变换，并能实现输出频率和电压的同时调节，VD1～VD6是电压型逆变器 所需的反馈二极管。
1、交－直－交变频器的控制方式： （1）、采用可控整流器调压、逆变器调频的控制方式
特点：调压和调频在两个环节上分别进行，在控制电路上协调配合， 结构简单，控制方便。但是，由于输入环节采用晶闸管可控整流器， 当电压调得较低时，电网端功率因数较低。而输出环节多用由晶闸管 组成多拍逆变器，每周换相六次，输出的谐波较大，因此这类控制方 式现在用的较少。
三、PWM控制的基本原理
1、基本原理
重要理论基础——面积等效原理
冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其 效果基本相同。
冲量
效果基本相同
f (t)
f (t)
窄脉冲的面积
环节的输出响应波形基本相同

f (t)
f (t)
d (t)
O
tO
tO
tO
t
a)矩形脉冲
b)三角形脉冲 c)正弦半波脉冲 d)单位脉冲函数
二、 IGBT的结构和工作原理
❖ IGBT也称绝缘栅极双极型晶体管，是一种新发展起来的复合 型电力电子器件。
❖ 具有输入阻抗高、速度快、热稳定性好和驱动电路简单的优 点，还具有输入通态电压低，耐压高和承受电流大的优点。
❖ 在变频器驱动电机，中频和开关电源以及要求快速、低损耗 的领域，IGBT有着主导地位。
1、IGBT的结构
IGBT是一种三端器件：栅极G、集电极C和发射极E。

四、电压型逆变器引起短路故障的原因
1.直通短路桥臂中某一个器件(包括反并二极管)损坏。 2.负载电路短路在某些升压变压器输出场合，副边短路 的情况 3.逆变器输出直接短路。
练习题
1.说明IGBT模块和IPM功率模块的含义。 2.叙述IGBT的栅极隔离有哪些功能？ 3.分析IGBT失效原因。 4.如何正确对IGBT进行使用和检修？
三、IPM的栅极隔离
如图所示为IPM模块典型栅极隔离电路，在IPM 模块外 围要有相应的电子元件才能保证正确工作。
如图所示为IPM的电机驱动电路。
第三节 IGBT和IPM保护电路
一、ＩＧＢＴ 失效原因分析
１. 过热损坏。 ２. 超出关断安全工作区引起擎住效应而损坏 ３. 瞬态过电流 ４. 过电压
第二节元件的IGBT驱动板实物，IGBT的驱动 电路必须具备2个功能: (１)实现控制电路(低压部分)与IGBT栅极(集电极和栅极击 穿，栅极可能成为高压部分)的电隔离； (２)提供合适的栅极驱动脉冲电压值使集电极和发射极充分 导通和截止，因此要有开关变压器降压。
电力电子元件结构
二、IPM智能功率模块封装和符号
如图所示为IPM内部构造，IPM智能功率模块采用多层 环氧树脂工艺，小功率IPM采用一种基于多层环氧树脂黏合 的绝缘技术，铜箔直接铸接工艺，中大功率采用陶瓷绝缘 结构。
IPM常用封装形式 ａ)一单元IPM符号 ｂ)两单元IPM符号 ｃ)六单元IPM符号
二、IGBT管极性测量
判断极性首先将万用表拨在Ｒ ×１ｋ 挡，用万用表 测量时，若某一极与其他两极阻值为无穷大，调换表笔 后该极与其他两极的阻值仍为无穷大，则判断此极为栅 极(Ｇ)， 其余两极再用万用表测量，若测得阻值为无穷 大，调换表笔后测量阻值较小， 在测量阻值较小的一次 中，则判断红表笔接的为集电极(Ｃ)，黑表笔接的为发射 极(Ｅ)。

igbt模块工作原理
IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）模块是一种高压、高
电流功率开关器件，常用于驱动大功率电机和电力电子系统。

其工作原理如下：
1. IGBT 模块由一个 IGBT 和一个免费轴二极管组成。

IGBT 的构成类似于 MOSFET 和 BJT 的结合体，结合了两者的优点。

具有 MOSFET 的高输入阻抗和低驱动功率特点，和 BJT 的高
电流驱动特点。

2. IGBT 模块的输入端由一个金属氧化物半导体场效应管（MOSFET）和一个二极管组成。

MOSFET 控制 IGBT 的导通和截断，当 MOSFET 导通时，IGBT 会进入导通状态。

当MOSFET 截断时，IGBT 将会处于截断状态。

3. IGBT 的输出端连接在大功率电路中，用于控制电流的流动。

当 IGBT 导通时，电流可以通过 IGBT 模块。

当 IGBT 截断时，电流将被阻止通过。

4. IGBT 模块的驱动电路需要一个适当的电源，以提供所需的
电流和电压来控制 IGBT 的导通和截断。

驱动电路通常由电路
电源、电流放大器和电位差源组成。

5. IGBT 模块具有快速开关速度、高耐压能力和较低的导通电阻。

在开关过程中，当驱动信号施加在 MOSFET 上时，开关
时间短，使得 IGBT 在导通和截断过程中的功耗降低。

综上所述，IGBT 模块通过 MOSFET 控制 IGBT 的导通和截断
状态，实现电流的开关控制，适用于高压、高电流的功率应用。

igbt功率模块IGBT 功率模块是一种多功能的机电一体化模块，具有良好的电磁兼容性、高效率和稳定性以及控制和驱动特性。

它以功率模块的形式包含了半导体芯片，封装在一个可以直接安装于PCB的小模块里。

1、优势(1)紧凑的封装：IGBT功率模块集成了IGBT和可选的整流模块，在将封装紧凑地组装到PCB板上，可极大地简化设备设计。

(2)高效率：IGBT器件有良好的参数控制能力，可实现高效率转换。

夹层技术可提高其内部结构，确保高效传输效果。

(3)高可用性：IGBT功率模块提供可靠的备份设施，可降低故障转移时间，提升系统可用性。

(4)电流控制：IGBT功率模块集成了高速脉冲数字驱动技术，具备极高的频率和电流调速能力，可有效提高系统控制和切换效率。

2、应用(1)汽车制动：由于汽车减速需要大量电力，IGBT功率模块能快速响应从对减速以及反应从对刹车控制，确保汽车安全行驶。

(2)电动工具：由于IGBT功率模块的可靠性和安全性，电动工具普遍采用它来控制驱动器，以实现快速和可靠地电机驱动。

(3)逆变器：由于IGBT功率模块可以实现高精度的数字控制，因此可以用来控制各种变频技术，如风力发电、太阳能发电等，实现转换效率最大化。

3、使用(1)正确连接：在安装IGBT功率模块前，首先要确认设备之间的连接是否正确，确保输入输出器件接地线的连接是否有效。

(2)设置电流保护：根据IGBT功率模块的参数配置设备电流保护，可以降低电流突变对模块造成的损伤。

(3)测量绝缘：使用电磁绝缘测试仪，对IGBT电路进行测量，确保绝缘强度达到安全标准。

(4)检测参数：根据IGBT参数检测设备，确保设备参数稳定，从而提升系统可用性。

电子行业电力电子器件及应用引言电子行业是一个快速发展的行业，在电子设备中，电力电子器件是不可或缺的关键组成部分。

电力电子器件是指用于调整和转换电能的器件，广泛应用于交流和直流电网、电动机驱动、电源供应等领域。

本文将介绍电子行业中常见的电力电子器件及其应用。

一、开关器件1.整流二极管 (Rectifier Diode)整流二极管是一种常见的开关器件，用于将交流电转换为直流电。

它具有正向导通和反向截止的特性，常用于交流电桥式整流器、逆变器等电路中。

2.IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) IGBT 是一种高压高频开关器件，兼具了普通晶体管和普通MOSFET的特点。

它可以控制高电压和高电流的通断，并且具有低开关损耗和快速切换速度的特点。

IGBT广泛用于工业设备、交通工具和电力传输中。

3.MOSFET (Metal-Oxide-SemiconductorField-Effect Transistor)MOSFET 是一种常见的开关器件，可以通过调节栅极电压来控制导通和截止。

它具有低导通电阻、低开关损耗和高开关速度的特点。

MOSFET 常用于直流转换器、电机驱动和太阳能发电逆变器等应用中。

二、功率模块1.IGBT模块IGBT模块是由多个IGBT芯片、隔离驱动电路和散热器组成的集成模块。

它可以方便地实现高压高频电路的设计和构建，广泛应用于电力传输、电机驱动和可再生能源领域。

2.整流桥模块整流桥模块是由多个整流二极管组成的集成模块。

它常用于交流电源的整流和直流电源供应的设计中。

3.功率放大模块功率放大模块是用于放大低功率信号为高功率信号的模块。

它常用于音频放大器、无线电频率放大器等应用中。

三、电力电子器件的应用1.交流调速电力电子器件在交流调速中起着重要作用。

例如，交流调压器使用电力电子器件的开关特性来调节交流电压的大小，实现电压调节和稳定。

2.无线充电利用电力电子器件的功率转换特性，可以实现无线充电技术。

IGBT模块的作用摘要：对IGBT的特性及使用时的注意事项进行了探讨，提出了选择和安装过程中应该注意的方面。

1 IGBT模块简介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，它融和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。

IGBT的等效电路如图1所示。

由图1可知，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。

图1 IGBT的等效电路2 IGBT模块的选择IGBT模块的电压规格与所使用装置的输入电源即试电电源电压紧密相关。

其相互关系见下表。

使用中当IGBT模块集电极电流增大时，所产生的额定损耗亦变大。

同时，开关损耗增大，使原件发热加剧，因此，选用IGBT模块时额定电流应大于负载电流。

特别是用作高频开关时，由于开关损耗增大，发热加剧，选用时应该降等使用。

3 使用中的注意事项由于IGBT模块为MOSFET结构，IGBT的栅极通过一层氧化膜与发射极实现电隔离。

由于此氧化膜很薄，其击穿电压一般达到20～30V。

因此因静电而导致栅极击穿是IGBT失效的常见原因之一。

因此使用中要注意以下几点：1. 在使用模块时，尽量不要用手触摸驱动端子部分，当必须要触摸模块端子时，要先将人体或衣服上的静电用大电阻接地进行放电后，再触摸；2. 在用导电材料连接模块驱动端子时，在配线未接好之前请先不要接上模块；3. 尽量在底板良好接地的情况下操作。

IGBT 是做什么的？有什么作用？IGBT 又叫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 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；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；随着节能环保等理念的推进，此类产品在市场上将越来越多见。

IGBT 是能源变换与传输的核心器件，俗称电力电子装置的CPU，作为国家战略性新兴产业，在轨道交通、智能电网、航空航天、电动汽车与新能源装备等领域应用极广。

应用领域手机在日益增长的变频器市场，许多厂商提供性能和尺寸各异的变换器类型。

这正是以低损耗和高开关频率而著称的新IGBT 技术施展的舞台。

在62 毫米（当前模块的标准尺寸）模块中使用新IGBT 技术使用户可以因不必改变其机械设计概念而获益。

基于平台技术的标准62 毫米SEMITRANS?模块，由于针对IGBT 和二极管采用了不同的半导体技术，因此适合于多种应用场合。

采用标准尺寸模块外壳这一事实意味着用户有更多可供选择的供应商。

新能源汽车IGBT 模块在电动汽车中发挥着至关重要的作用，是电动汽车及充电桩等设备的核心技术部件。

IGBT 模块占电动汽车成本将近10%，占充电桩成本约20%。

IGBT 主要应用于电动汽车领域中以下几个方面：电动控制系统大功率直流/交流(DC/AC)逆变后驱动汽车电机；车载空调控制系统小功率直流/交流(DC/AC)逆变，使用电流较小的IGBT 和FRD；充电桩智能充电桩中IGBT 模块被作为开关元件使用；智能电网IGBT 广泛应用于智能电网的发电端、输电端、变电端及用电端：从发电端来看，风力发电、光伏发电中的整流器和逆变器都需要使用IGBT 模块。

IGBT模块是什么？主要应用在那些领域？以及IGBT市场规模和发展方向IGBT(绝缘栅双极型晶体管），是由BJT(双极结型晶体三极管) 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,其具有自关断的特征。

简单讲，是一个非通即断的开关，IGBT没有放大电压的功能，导通时可以看做导线，断开时当做开路。

IGBT融合了BJT和MOSFET的两种器件的优点，如驱动功率小和饱和压降低等。

IGBT模块是由IGBT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，具有节能、安装维修方便、散热稳定等特点。

IGBT是能源转换与传输的核心器件，是电力电子装置的“CPU”。

采用IGBT进行功率变换，能够提高用电效率和质量，具有高效节能和绿色环保的特点，是解决能源短缺问题和降低碳排放的关键支撑技术。

IGBT是以GTR为主导元件，MOSFET为驱动元件的达林顿结构的复合器件。

其外部有三个电极，分别为G-栅极，C-集电极，E-发射极。

在IGBT使用过程中，可以通过控制其集-射极电压UCE和栅-射极电压UGE的大小，从而实现对IGBT导通/关断/阻断状态的控制。

1）当IGBT栅-射极加上加0或负电压时，MOSFET内沟道消失，IGBT呈关断状态。

2）当集-射极电压UCE＜0时，J3的PN结处于反偏，IGBT呈反向阻断状态。

3）当集-射极电压UCE＞0时，分两种情况：②若栅-射极电压UGE＜Uth，沟道不能形成，IGBT呈正向阻断状态。

②若栅-射极电压UGE＞Uth ，栅极沟道形成，IGBT呈导通状态（正常工作）。

此时，空穴从P+区注入到N基区进行电导调制，减少N基区电阻RN的值，使IGBT通态压降降。

根据乘联会数据，2022年6月新能源车国内零售渗透率27.4%，并且2022年6月29日欧盟对外宣布，欧盟27个成员国已经初步达成一致，欧洲将于2035年禁售燃油车。

市场越来越景气，同时国内近期新发布的新能源车型也百花齐放。

不论是普通消费者、新能源汽车产业相关从业者，还是一二级市场投资人，也逐渐深入关注研究新能源车的一些核心部件，尤其是功率器件IGBT模块，今天小编就用问答的形式给大家展开讲讲，希望能够用比较通俗的解释帮助到大家。

电驱系统和IGBT模块的作用要弄明白IGBT模块，就要先了解新能源汽车的电驱系统，先用一句话概括电驱系统如何工作：在驾驶新能源汽车时，电机控制器把动力电池放出的直流电（DC）变为交流电（AC）（这个过程即逆变），让驱动电机工作，电机将电能转换成机械能，再通过传动系统（主要是减速器）让汽车的轮子跑起来。

反过来，把车轮的机械能转换存储到电池的过程就是动能回收。

1、什么是“三电系统”和“电驱系统”？三电系统，即动力电池（简称电池）、驱动电机（简称电机）、电机控制器（简称电控），也被人们成为三大件，加起来约占新能源车总成本的70%以上，是决定整车运动性能核心的组件。

电驱系统，我们一般简单把电机、电控、减速器，合称为电驱系统。

但严格定义上讲，根据进精电动招股说明书，电驱动系统包括三大总成：驱动电机总成（将动力电池的电能转化为旋转的机械能，是输出动力的来源）、控制器总成（基于功率半导体的硬件及软件设计，对驱动电机的工作状态进行实时控制，并持续丰富其他控制功能）、传动总成（通过齿轮组降低输出转速提高输出扭矩，以保证电驱动系统持续运行在高效区间）。

图：电驱系统示意图图片来源：进精电动招股说明书2、什么是“多合一电驱系统”？一开始电机、电控、减速器都是各自独立的零部件，但随着技术的进步，我们把这三个部分集合在一起做成一个部件，就变成了“三合一电驱”。

集成的目的主要是节省空间、降低重量、提升性能、降低成本。

变频器IGBT模块的工作原理及特性变频器IGBT模块的工作原理变频器IGBT模块的开关作用是通过加正向栅极电压形成沟道，给PNP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，流过反向基极电流，使IGBT关断。

IGBT的驱动方法和MOSFET基本相同，只需控制输入极N一沟道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一层的空穴（少子），对N 一层进行电导调制，减小N一层的电阻，使IGBT在高电压时，也具有低的通态电压。

变频器IGBT模块的特性静态特性IGBT的静态特性主要有伏安特性、转移特性和开关特性。

IGBT的伏安特性是指以栅源电压Ugs为参变量时，漏极电流与栅极电压之间的关系曲线。

输出漏极电流比受栅源电压Ugs的控制，Ugs越高，Id越大。

它与GTR的输出特性相似．也可分为饱和区1、放大区2和击穿特性3部分。

在截止状态下的IGBT，正向电压由J2结承担，反向电压由J1结承担。

如果无N+缓冲区，则正反向阻断电压可以做到同样水平，加入N+缓冲区后，反向关断电压只能达到几十伏水平，因此限制了IGBT的某些应用范围。

IGBT模块的转移特性是指输出漏极电流Id与栅源电压Ugs之间的关系曲线。

它与MOSFET的转移特性相同，当栅源电压小于开启电压Ugs（th）时，IGBT处于关断状态。

在IGBT导通后的大部分漏极电流范围内，Id与Ugs呈线性关系。

最高栅源电压受最大漏极电流限制，其最佳值一般取为15V左右。

IGBT 模块的开关特性是指漏极电流与漏源电压之间的关系。

IGBT处于导通态时，由于它的PNP晶体管为宽基区晶体管，所以其B值极低。

尽管等效电路为达林顿结构，但流过MOSFET的电流成为IGBT总电流的主要部分。

此时，通态电压Uds（on）可用下式表示Uds（on）＝Uj1＋Udr＋IdRoh（2－14）式中Uj1——JI结的正向电压，其值为0.7～IV；Udr——扩展电阻Rdr上的压降；Roh——沟道电阻。

常见IGBT模块及原理IGBT模块是现代电力电子设备中常见的一种功率开关模块。

它由一个绝缘栅双极型晶体管（IGBT）和一个驱动电路构成。

IGBT是一种结合了晶体管和MOSFET的功率开关器件，具有低开关损耗、高工作频率、大承受电流等特点，广泛应用于变频器、UPS电源、电机驱动等领域。

IGBT模块的基本原理是利用IGBT的输电特性来实现功率开关控制。

IGBT由P型掺杂的肖特基二极管和漏区域的N型IGBT构成。

通过正确的电压和电流控制，可以实现对模块的通断控制。

IGBT模块通常包括多个IGBT芯片并联组成，以增加承受电流能力。

它还包括辅助电路，如驱动电路、保护电路等。

驱动电路是IGBT模块的重要组成部分，用于控制IGBT的开关。

它接收来自控制信号源的逻辑信号，并根据需要提供适当的电流和电压给IGBT芯片的栅极，以实现IGBT的导通和截止。

保护电路是为了保护IGBT模块和外部电路，防止短路、过流、过压等异常情况的发生。

保护电路通常包括过流保护、过压保护、温度保护等功能。

在实际应用中，IGBT模块通常需要进行散热，以保持模块的正常工作温度。

特别是在大功率应用中，散热设计非常重要。

一般采用铜排、铝电解电容等散热装置，以提高散热效果。

常见的IGBT模块有单栅极模块、双栅极模块和集成驱动模块等。

单栅极模块包括一个IGBT芯片和一个驱动芯片。

它的特点是结构简单，体积小，适用于低功率应用。

双栅极模块具有两个IGBT芯片和一个驱动芯片，可以实现双向开关功能。

它的特点是电流容量大，适用于中高功率应用。

集成驱动模块是将多个IGBT芯片和驱动芯片集成在一个模块内，以实现更高的功率密度和较好的系统集成。

它可以具有多个输出通道和更灵活的控制功能。

总之，IGBT模块是一种常见的功率开关模块，通过控制IGBT的开关状态来实现功率控制。

IGBT模块的原理主要是利用IGBT的输电特性，配合驱动电路和保护电路来实现对模块的控制和保护。