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電動汽車里的逆變器和IGBT是如何工作的?

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發布:liuxianglong 來源: 智享新動力
PostTime:17-5-2020 08:41
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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

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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模塊具有節能、安裝維修方便、散熱穩定等特點;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;隨著節能環保等理念的推進,此類產品在市場上將越來越多見;

IGBT是能源變換與傳輸的核心器件,俗稱電力電子裝置的“CPU”,作為國家戰略性新興產業,在軌道交通、智能電網、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 逆變器的工業產品出現了。

下圖:Tesla Model S(參數|圖片) 雙電機的逆變器

下圖:Tesla Model S 雙電機逆變器的爆炸圖

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:

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。

分享下面這個視頻,對于逆變器和IGBT的工作原理,講解的比較清楚。

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引用 tearswar 27-5-2020 17:31
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