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IGBT在新能源汽车电子领域作用及应用方案

IGBT是功率半导体器件,是能源变换与传输的核心之一,它是由MOSFET(输入级)和PNP晶体管(输出级)复合而成的一种器件;既有MOSFET器件驱动功率小和开关速度快的特点(控制和响应),又有双极型器件饱和压降低而容量大的特点(功率级较为耐用)应用于直流电压为600V及以上的变流系统中,如:汽车电子及新能源汽车、不间断电源、工业变频器、家电领域、充电桩、光伏等可以说IGBT的好坏直接影响电动。

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图片来源:供应商提供

随着《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》的发布,新能源汽车已成为全球汽车产业转型的主要方向和促进世界经济持续增长的重要引擎,全球及中国新能源汽车销量持续走高。在双碳背景下,新能源汽车替代传统燃油车已是大势所趋。从2020年IGBT模块全球应用占比来看,工业控制占比33.5%,是目前IGBT占比大的应用领域,新能源汽车占比14.2%。

2021年全球新能源车销量达650万辆,对应IGBT市场规模达111亿元,中国新能源车销量达350万辆,对应IGBT市场规模达60亿元。IGBT作为能源变换与传输的核心器件,其价值约占整车成本的1-2%,按目前的车用SiC-MOSFET模块的市场价格计算,同等电流规格的IGBT和SiC的成本价格相差至少1倍,IGBT的成本优势明显。

为什么新能源汽车领域及汽车电子要用到IGBT?

IGBT的作用是交流电和直流电的转换,同时IGBT还承担电压的高低转换功能,外界充电的时候是交流电,需要通过IGBT转变成直流电,然后给电池,同时要把220V电压转换成适当的电压以上才能给电池组充电。电池放电的时候把通过IGBT把直流电转变成交流电机使用的交流电,同时起到对交流电机的变频控制。

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在新能源汽车的制造成本中,动力电池所占比例颇高,其次是电子控制系统,约占15-20%。在电子控制系统的成本中,IGBT的成本高达40%,这是电子控制系统中重要的组成部分。它的主要功能是交流和直流的转换以及电压调节。

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在汽车电子领域IGBT主要用于电机驱动、DC/DC升压变换器、双向DC/AC逆变器,以及充电端的DC/DC降压变换器,电机控制器用一个6单元模块,这种IGBT包括36片芯片,约240万个元胞,任何一个元胞出故障,汽车也会出现故障,对IGBT的可靠性要求也非常高。除此之外,新能源汽车对功率半导体在损耗、功率密度以及成本上也有着更高的技术需求。

IGBT结构图:

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汽车IGBT要满足新汽车级标准LV324/AQG324的要求,其外要满足中国IGBT联盟和中关村宽禁带联盟等团体标准。主要体现在温度冲击、功率循环、温度循环、结温等与全生命周期可靠性。

主要用于电池管理系统,电子控制系统,空调控制系统和充电系统。对于混合动力电动汽车,独立于低压系统的高压系统也需要使用IGBT。在新能源汽车领域,IGBT作为电子控制系统和直流充电桩的核心器件,直接影响电动汽车的动力释放速度,车辆加速能力和高速度。

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目前,由工采网代理推广的容泰IGBT的技术能够为汽车应用提供完整的解决方案,满足市场多样化的需求,包括更高的功率密度、更高的可靠性、更高的工作结温、更低的成本以及定制化的能力。

容泰半导体介绍:

容泰半导体(江苏)有限公司成立于2019年是专业致力于新型功率半导体器件的设计、研发及生产。主要业务IC封装、集成电路产品,功率分立器件、功率三极管、模块、IGBT、BJT,MOSFET等,通过ISO9001、ISO14001、企业知识产权管理体系等国际标准化体系认证,电源管理芯片,控制芯片等采用先进封装工艺进行封装的芯片。公司主要技术来源于中国宝岛台湾,拥有先进的自动化生产、检测设备和高素质管理团队,秉持“诚信优质、精益管理、创新高效、满意客户”的质量方针,为客户提供高质量的产品服务,全力以赴成为您靠谱忠实的合作伙伴。

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主营产品:

IGBT单管、肖特基管、MOS(场效应管、整流二极管模块、功率三极管、IGBT模块、FRD模块、可控硅、整流模块)

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IC Package种类很多,可以按以下标准分类:

1、按封装材料划分为:金属封装、陶瓷封装、塑料封装

2、按照和PCB板连接方式分为PTH封装和SMT封装

3、按照封装外型可分为:

SOT、SOIC、TSSOP、QFN、QFP、BGA、CSP等;

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ISweek工采网是工业品采购、工业品批发供应商平台,汇集全球高品质工业科技产品;为客户提供优质的品质保障及技术支持;有IGBT这方面需求的欢迎咨询了解更多。

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