IGBT單管和IGBT功率模塊PIM、IPM的區(qū)別是什么？作者：海飛樂技術(shù)時(shí)間：2018-04-1218:47IGBT功率模塊采用封裝技術(shù)集成驅(qū)動(dòng)、保護(hù)電路和高能芯片一起的模塊，已經(jīng)從復(fù)合功率模塊PIM發(fā)展到了智能功率模塊IPM、電力電子積木PEBB、電力模塊IPEM等。IGBT單管和IGBT功率模塊的定義不同：IGBT單管：分立IGBT，封裝較模塊小，電流通常在50A以下，常見有TO247、TO3P等封裝。IGBT模塊：塊化封裝就是將多個(gè)IGBT集成封裝在一起，即模塊化封裝的IGBT芯片。常見的有1in1,2in1,6in1等。PIM模塊：集成整流橋+制動(dòng)單元（PFC）+三相逆變（IGBT橋）；IPM模塊：即智能功率模塊，集成門級(jí)驅(qū)動(dòng)及保護(hù)功能（熱保護(hù)，過流保護(hù)等）的IGBT模塊。IGBT單管和IGBT功率模塊的結(jié)構(gòu)不同IGBT單管為一個(gè)N溝道增強(qiáng)型絕緣柵雙極晶體管結(jié)構(gòu)，N+區(qū)稱為源區(qū)，附于其上的電極稱為源極。P+區(qū)稱為漏區(qū)。器件的控制區(qū)為柵區(qū)，附于其上的電極稱為柵極。溝道在緊靠柵區(qū)邊界形成。在漏、源之間的P型區(qū)（包括P+和P一區(qū)）（溝道在該區(qū)域形成），稱為亞溝道區(qū)（Subchannelregion）。而在漏區(qū)另一側(cè)的P+區(qū)稱為漏注入?yún)^(qū)（Draininjector），它是IGBT特有的功能區(qū)，與漏區(qū)和亞溝道區(qū)一起形成PNP雙極晶體管，起發(fā)射極的作用。Infineon目前共有5代IGBT。山東富士功率模塊IGBT模塊快速發(fā)貨
反向關(guān)斷電壓只能達(dá)到幾十伏水平，因此限制了IGBT的某些應(yīng)用范圍。IGBT的轉(zhuǎn)移特性是指輸出漏極電流Id與柵源電壓Ugs之間的關(guān)系曲線。它與MOSFET的轉(zhuǎn)移特性相同，當(dāng)柵源電壓小于開啟電壓Ugs(th)時(shí)，IGBT處于關(guān)斷狀態(tài)。在IGBT導(dǎo)通后的大部分漏極電流范圍內(nèi)，Id與Ugs呈線性關(guān)系。高柵源電壓受大漏極電流限制，其佳值一般取為15V左右。動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性又稱開關(guān)特性，IGBT的開關(guān)特性分為兩大部分：一是開關(guān)速度，主要指標(biāo)是開關(guān)過程中各部分時(shí)間；另一個(gè)是開關(guān)過程中的損耗。IGBT的開關(guān)特性是指漏極電流與漏源電壓之間的關(guān)系。IGBT處于導(dǎo)通態(tài)時(shí)，由于它的PNP晶體管為寬基區(qū)晶體管，所以其B值極低。盡管等效電路為達(dá)林頓結(jié)構(gòu)，但流過MOSFET的電流成為IGBT總電流的主要部分。此時(shí)，通態(tài)電壓Uds(on)可用下式表示：：Uds(on)=Uj1+Udr+IdRoh式中Uj1——JI結(jié)的正向電壓，其值為～1V；Udr——擴(kuò)展電阻Rdr上的壓降；Roh——溝道電阻。通態(tài)電流Ids可用下式表示：Ids=(1+Bpnp)Imos式中Imos——流過MOSFET的電流。由于N+區(qū)存在電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)，所以IGBT的通態(tài)壓降小，耐壓1000V的IGBT通態(tài)壓降為2～3V。IGBT處于斷態(tài)時(shí)，只有很小的泄漏電流存在。IGBT在開通過程中。山東富士功率模塊IGBT模塊快速發(fā)貨IGBT工作電流能有150A，200A，300A，400A，450A。
但在中MOSFET及IGBT主流器件市場(chǎng)上，90％主要依賴進(jìn)口，基本被國(guó)外歐美、日本企業(yè)壟斷。國(guó)外企業(yè)如英飛凌、ABB、三菱等廠商研發(fā)的IGBT器件產(chǎn)品規(guī)格涵蓋電壓600V-6500V，電流2A-3600A，已形成完善的IGBT產(chǎn)品系列。英飛凌、三菱、ABB在1700V以上電壓等級(jí)的工業(yè)IGBT領(lǐng)域占優(yōu)勢(shì)；在3300V以上電壓等級(jí)的高壓IGBT技術(shù)領(lǐng)域幾乎處于壟斷地位。在大功率溝槽技術(shù)方面，英飛凌與三菱公司處于國(guó)際水平。西門康、仙童等在1700V及以下電壓等級(jí)的消費(fèi)IGBT領(lǐng)域處于優(yōu)勢(shì)地位。盡管我國(guó)擁有大的功率半導(dǎo)體市場(chǎng)，但是目前國(guó)內(nèi)功率半導(dǎo)體產(chǎn)品的研發(fā)與國(guó)際大公司相比還存在很大差距，特別是IGBT等器件差距更加明顯。技術(shù)均掌握在發(fā)達(dá)國(guó)家企業(yè)手中，IGBT技術(shù)集成度高的特點(diǎn)又導(dǎo)致了較高的市場(chǎng)集中度。跟國(guó)內(nèi)廠商相比，英飛凌、三菱和富士電機(jī)等國(guó)際廠商占有的市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)。形成這種局面的原因主要是：1、國(guó)際廠商起步早，研發(fā)投入大，形成了較高的壁壘。2、國(guó)外制造業(yè)水平比國(guó)內(nèi)要高很多，一定程度上支撐了國(guó)際廠商的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。中國(guó)功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展必須改變目前技術(shù)處于劣勢(shì)的局面，特別是要在產(chǎn)業(yè)鏈上游層面取得突破，改變目前功率器件領(lǐng)域封裝強(qiáng)于芯片的現(xiàn)狀?？偟膩碚f。
TC=℃）------通態(tài)平均電流VTM=V-----------通態(tài)峰值電壓VDRM=V-------------斷態(tài)正向重復(fù)峰值電壓IDRM=mA-------------斷態(tài)重復(fù)峰值電流VRRM=V-------------反向重復(fù)峰值電壓IRRM=mA------------反向重復(fù)峰值電流IGT=mA------------門極觸發(fā)電流VGT=V------------門極觸發(fā)電壓執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：QB-02-091．晶閘管關(guān)斷過電壓（換流過電壓、空穴積蓄效應(yīng)過電壓）及保護(hù)晶閘管從導(dǎo)通到阻斷，線路電感（主要是變壓器漏感LB）釋放能量產(chǎn)生過電壓。由于晶閘管在導(dǎo)通期間，載流子充滿元件內(nèi)部，在關(guān)斷過程中，管子在反向作用下，正向電流下降到零時(shí)，元件內(nèi)部殘存著載流子。這些載流子在反向電壓作用下瞬時(shí)出現(xiàn)較大的反向電流，使殘存的載流子迅速消失，這時(shí)反向電流減小即diG/dt極大，產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)很大，這個(gè)電勢(shì)與電源串聯(lián)，反向加在已恢復(fù)阻斷的元件上，可導(dǎo)致晶閘管反向擊穿。這就是關(guān)斷過電壓（換相過電壓）。數(shù)值可達(dá)工作電壓的5~6倍。保護(hù)措施：在晶閘管兩端并接阻容吸收電路。2．交流側(cè)過電壓及其保護(hù)由于交流側(cè)電路在接通或斷開時(shí)出現(xiàn)暫態(tài)過程，會(huì)產(chǎn)生操作過電壓。高壓合閘的瞬間，由于初次級(jí)之間存在分布電容，初級(jí)高壓經(jīng)電容耦合到次級(jí)，出現(xiàn)瞬時(shí)過電壓。Infineon也有大功率的3300V，4500V，6500V的IGBT可供選擇，一般用于機(jī)車牽引和電力系統(tǒng)中。
這個(gè)反電動(dòng)勢(shì)可以對(duì)電容進(jìn)行充電。這樣，正極的電壓也不會(huì)上升。如下圖：坦白說，上面的這個(gè)解釋節(jié)我寫得不是很有信心，我希望有高人出來指點(diǎn)一下。歡迎朋友在評(píng)論中留言。我會(huì)在后面寫《變頻器的輸出電流》一節(jié)中，通過實(shí)際的電流照片，驗(yàn)證這個(gè)二極管的作用?，F(xiàn)在來解釋在《變頻器整流部分元件》中說，在《電流整流的方式分類》中講的“也可以用IGBT進(jìn)行整流”有問題的。IGBT,通常就是一個(gè)元件，它不帶續(xù)流二極管。即是這個(gè)符號(hào)：商用IGBT模塊，都是將“IGBT+續(xù)流二極管”集成在一個(gè)整體部件中，即下面的這個(gè)符號(hào)。在工廠中，我們稱這個(gè)整體部件叫IGBT，不會(huì)說“IGBT模塊”。我們可以用“IGBT模塊”搭接一個(gè)橋式整流電路，利用它的續(xù)流二極管實(shí)現(xiàn)整流。這樣，我們說：IGBT也可以進(jìn)行整流，也沒有錯(cuò)。但它的實(shí)質(zhì)，還是用的二極管實(shí)現(xiàn)了整流。既然是用了“IGBT模塊”上的“續(xù)流二極管”整流，為什么不直接用“二極管”呢？答案是：這一種設(shè)計(jì)是利用“IGBT”的通斷來治理變頻器工作時(shí)產(chǎn)生的“諧波”，這個(gè)原理以后寫文再講。當(dāng)開關(guān)頻率很高時(shí):導(dǎo)通的時(shí)間相對(duì)于很短，所以，導(dǎo)通損耗只能占一小部分。寧夏SKM200GB128DIGBT模塊庫(kù)存充足
單管IGBT:TO-247這種形式的封裝。一般電流從5A~75A左右。山東富士功率模塊IGBT模塊快速發(fā)貨
IGBT與MOSFET的開關(guān)速度比較因功率MOSFET具有開關(guān)速度快，峰值電流大，容易驅(qū)動(dòng)，安全工作區(qū)寬，dV/dt耐量高等優(yōu)點(diǎn)，在小功率電子設(shè)備中得到了廣泛應(yīng)用。但是由于導(dǎo)通特性受和額定電壓的影響很大，而且工作電壓較高時(shí)，MOSFET固有的反向二極管導(dǎo)致通態(tài)電阻增加，因此在大功率電子設(shè)備中的應(yīng)用受至限制。IGBT是少子器件，它不但具有非常好的導(dǎo)通特性，而且也具有功率MOSFET的許多特性，如容易驅(qū)動(dòng)，安全工作區(qū)寬，峰值電流大，堅(jiān)固耐用等，一般來講，IGBT的開關(guān)速度低于功率MOSET，但是IR公司新系列IGBT的開關(guān)特性非常接近功率MOSFET，而且導(dǎo)通特性也不受工作電壓的影響。由于IGBT內(nèi)部不存在反向二極管，用戶可以靈活選用外接恢復(fù)二極管，這個(gè)特性是優(yōu)點(diǎn)還是缺點(diǎn)，應(yīng)根據(jù)工作頻率，二極管的價(jià)格和電流容量等參數(shù)來衡量。IGBT的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，電路符號(hào)及等效電路如圖1所示?？梢钥闯?，2020-03-30開關(guān)電源設(shè)計(jì)：何時(shí)選擇BJT優(yōu)于MOSFET開關(guān)電源電氣可靠性設(shè)計(jì)1供電方式的選擇集中式供電系統(tǒng)各輸出之間的偏差以及由于傳輸距離的不同而造成的壓差降低了供電質(zhì)量，而且應(yīng)用單臺(tái)電源供電，當(dāng)電源發(fā)生故障時(shí)可能導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓。分布式供電系統(tǒng)因供電單元靠近負(fù)載，改善了動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性。山東富士功率模塊IGBT模塊快速發(fā)貨