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電動汽車里的逆變器和IGBT是如何工作的,?

2020-08-21
來源:與非網(wǎng)

 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor),絕緣柵雙極型晶體管,是由 BJT(雙極型三極管)和 MOS(絕緣柵型場效應管)組成的復合全控型電壓驅動式功率半導體器件, 兼有 MOSFET 的高輸入阻抗和 GTR 的低導通壓降兩方面的優(yōu)點,。GTR 飽和壓降低,,載流密度大,但驅動電流較大,;MOSFET 驅動功率很小,,開關速度快,但導通壓降大,,載流密度小,。IGBT 綜合了以上兩種器件的優(yōu)點,驅動功率小而飽和壓降低,。非常適合應用于直流電壓為 600V 及以上的變流系統(tǒng)如交流電機,、變頻器、開關電源,、照明電路,、牽引傳動等領域。

 

IGBT 模塊是由 IGBT(絕緣柵雙極型晶體管芯片)與 FWD(續(xù)流二極管芯片)通過特定的電路橋接封裝而成的模塊化半導體產品,;封裝后的 IGBT 模塊直接應用于變頻器,、UPS 不間斷電源等設備上;

 

IGBT 模塊具有節(jié)能,、安裝維修方便,、散熱穩(wěn)定等特點;當前市場上銷售的多為此類模塊化產品,,一般所說的 IGBT 也指 IGBT 模塊,;隨著節(jié)能環(huán)保等理念的推進,此類產品在市場上將越來越多見,;

 

IGBT 是能源變換與傳輸?shù)暮诵钠骷?,俗稱電力電子裝置的“CPU”,作為國家戰(zhàn)略性新興產業(yè),,在軌道交通,、智能電網(wǎng)、航空航天,、電動汽車與新能源裝備等領域應用極廣,。

 

作為基本的物理學常識,我們知道:

電動汽車里的動力電池 Pack 輸出的電是直流電,,

而驅動汽車運動的電機里的電流是三相交流電,。

 

那么問題來了,,動力電池 Pack 里的直流電是如何轉為三相交流電,最后變成汽車行駛所用的機械能呢,?

 

這個時候一個叫做 逆變器的工業(yè)產品出現(xiàn)了,。

 

下圖:Tesla Model S(參數(shù)|圖片) 雙電機的逆變器

 

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下圖:Tesla Model S 雙電機逆變器的爆炸圖

 

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其中:

①:Control board ;

②:Aluminium shield

③:Phase current sensor ferrite ring,;

④:Gate driver board ,;

⑤:Phase busbars ;

⑥:Heat sinks ,;

⑦:TO-247 package IGBTs ,;

⑧:IGBT clips ;

⑨:DC-link capacitors

 

而 IGBT 則是逆變器里的核心電子器件,,重要性類似電腦里的 CPU,。

 

IGBT:(Insulated Gate Bipolar Transistor),絕緣柵雙極型晶體管,。

 

較為典型的 IGBT 模塊:

 

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全球 IGBT 的主要制造商:

可以看出目前 IGBT 主要被德國,,美國和日本人所掌控。


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