¿Cómo funciona este chip de transistor bipolar de puerta aislante en los coches eléctricos?
Dec 03, 2021
IGBT se utiliza para el chip de control de salida del motor de CA de vehículos eléctricos, locomotoras ferroviarias y emU.
El IGBT controla directamente la conversión de corriente continua y alterna, determinando el par del sistema de accionamiento y la potencia máxima de salida. Por lo tanto, se trata de aceleración, velocidad máxima, eficiencia energética.
El IGBT representa aproximadamente la mitad del costo del sistema de accionamiento del motor y el 5% del costo total del vehículo, lo que lo convierte en el segundo componente más caro de un vehículo eléctrico (la batería es la primera). Esta es literalmente la "tecnología central" en los vehículos eléctricos.
Estructuralmente, IGBT tiene tres direcciones principales de desarrollo:
1, estructura vertical IGBT: colector no transparente tipo NPT, tipo PT con capa tampón, colector transparente tipo NPT y tipo de corte de campo eléctrico FS;
2, estructura de la puerta IGBT: mecanismo de la puerta plana, estructura tipo trench Trench;
3, tecnología de procesamiento de obleas de silicio: tecnología de crecimiento epitaxial, monocristalino de silicio fundido en zona;
De acuerdo con el proceso de embalaje, el módulo IGBT se puede dividir en tipo de soldadura y tipo de engarzado. Los módulos IGBT de alta presión generalmente se empaquetan en tipo de soldadura estándar, mientras que los módulos IGBT de media y baja presión tienen muchas tecnologías nuevas, como la sinterización en lugar de la soldadura, el contacto de presión en lugar del proceso de embalaje de tipo engarzado de unión de plomo.
Con el desarrollo continuo de la tecnología de chip IGBT, la temperatura de unión de trabajo más alta y la densidad de potencia del chip están aumentando, y la tecnología del módulo IGBT debe adaptarse a ellos. En el futuro, la tecnología del módulo IGBT se mejorará desde dos aspectos: "la parte posterior del chip está soldada y fija" y "el electrodo frontal está interconectado".
Principales áreas de aplicación del IGBT
Como la corriente principal de los nuevos dispositivos semiconductores de potencia, IGBT ha sido ampliamente utilizado en la industria, 4C (comunicación, computadora, electrónica de consumo, electrónica automotriz), aeroespacial, defensa nacional y otros campos industriales tradicionales, así como transporte ferroviario, nueva energía, red inteligente, vehículos de nueva energía y otras industrias emergentes estratégicas.
1. Vehículos de nueva energía
El módulo IGBT desempeña un papel importante en los vehículos eléctricos y es el componente técnico central de los vehículos eléctricos y las pilas de carga. El módulo IGBT representa casi el 10% del costo de los vehículos eléctricos y aproximadamente el 20% del costo de las pilas de carga. IGBT se aplica principalmente en el campo de los vehículos eléctricos en los siguientes aspectos:
A) Inversor de alta potencia CC / CA (CC / CA) del sistema de control eléctrico impulsa el motor del automóvil;
B) Sistema de control de aire acondicionado vehicular inversor de baja potencia DC/AC (DC/AC), utilizando IGBT y FRD con baja corriente;
C) El módulo IGBT en la pila de carga inteligente se utiliza como elemento de conmutación;
2. Red inteligente
IGBT es ampliamente utilizado en el extremo de generación de energía de la red inteligente, el final de la transmisión, el final de la subestación y el final de la energía:
Desde la perspectiva del final de la generación de energía, el rectificador y el inversor en la generación de energía eólica y la generación de energía fotovoltaica deben utilizar el módulo IGBT.
Desde el extremo de la transmisión, la tecnología de transmisión flexible FACTS en la transmisión UHV DC requiere el uso de IGBT y otros dispositivos de potencia en grandes cantidades.
IGBT es el componente clave del transformador electrónico de potencia (PET).
Desde el punto de vista del consumo de energía, la electricidad blanca doméstica, el horno microondas, los controladores de iluminación LED, etc., tienen una gran demanda de IGBT.
3. Tránsito ferroviario
Los dispositivos IGBT se han convertido en los principales dispositivos electrónicos de potencia para convertidores de tracción y convertidores auxiliares de vehículos de tránsito ferroviario. La tecnología de accionamiento de CA es una de las tecnologías centrales del tránsito ferroviario moderno. En el sistema de accionamiento de CA, el convertidor de tracción es el componente clave, y el IGBT es uno de los componentes más importantes del convertidor de tracción.
