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EVS中的尖峰意味着绝缘栅双极晶体管(IGBT)中的尖峰

7月14日,2020年经过杰克赫兹

绝缘栅双极晶体管(IGBT)在电动汽车的发展中一直扮演着关键角色。是什么让它们如此有价值?

根据国际能源机构的说法,会有2030年12500万台电动车辆。除其他原因外,电动汽车产量的增加是由技术发展推动的,技术发展显著降低了电动汽车的成本,提高了质量(即范围)。

全球EV车辆部署预测到2030年

全球EV车辆部署预测到2030年。图像使用的是IEA.

围绕EVS开发的一种技术是绝缘栅极双极晶体管(IGBT)。

IGBT:一个简短的背景

IGBT(PDF)是将功率MOSFET的高输入阻抗和快速切换速度相结合,具有双极晶体管的高导电特性。虽然不同于传统的BJT,但是IGBT类似于MOSFET构造,具有绝缘栅极和类似的硅布局。MOSFET和IGBT之间的主要区别在于IGBT在收集器侧上具有额外的P +层。

BJT、IGBT和MOSFET的比较

BJT、IGBT和MOSFET的比较。图片由东芝(PDF)

在该设置中,通过打开内部MOSFET,IGBT电流通过内部MOSFET流过内部PNP晶体管,而电压在收集器和发射器之间施加电压。AAC贡献者Robert Keim讨论了fet、BJTs和igbt的区别在他的技术文章中更详细地,这三个设备中的哪一个适合您的电源级设计。

电动汽车中的IGBT

IGBT在电动车辆中的重要性实际上是在电机逆变器中作为开关。它是一种高电压、大电流的装置,一般在电动汽车中直接连接到牵引电机上。本质上,它从汽车的电池的直流,并通过逆变器,转换交流控制信号到高功率所需的电机。

一个IGBT逆变电路的例子

一个IGBT逆变电路的例子。图片由瑞萨

由于其高效率和快速切换,IGBT是35 kW至85 kW EV电机的完美部件。像IGBT等高效设备导致浪费的功率较少,因此更大的里程。

原因如此,丹佛斯硅权力最近宣布它已委托半导体为逆变器牵引模块提供高功率IGBT和二极管

SIC MOSFET:一个值得注意的竞争对手

我将旨在编写有关电源系统中IGBT的文章,而不提及其最大的竞争对手:碳化硅MOSFET(SIC MOSFET)。在最近的一篇文章中突出显示SIC技术的新进展,我写了关于SiC MOSFET在IGBTS上的许多看似优势。在某些情况下,与IGBT相比,这些新的SiC MOSFET可以通过85%提高电源的功耗。

功耗的这种差异与新SIC MOSFET的低导通电阻有很大关系,这导致导通损耗低于IGBT。

IGBTS的未来与EV市场相关联

电动汽车市场的巨大增长预计也将推动IGBT市场的增长。igbt是电动汽车电源的重要组成部分,该领域的进一步发展将有助于降低电动汽车的成本和增加电动汽车的续航里程。


使用IGBT时,您在设计时经历了哪些具体的痛点?他们的优势是什么?在下面的评论中分享您的经验。