可控硅模塊通常被稱之為功率半導(dǎo)體模塊(semiconductormodule)。早是在1970年由西門康公司率先將模塊原理引入電力電子技術(shù)領(lǐng)域，是采用模塊封裝形式，具有三個(gè)PN結(jié)的四層結(jié)構(gòu)的大功率半導(dǎo)體器件。可控硅模塊的優(yōu)點(diǎn)：體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性高、外接線簡(jiǎn)單、互換性好、便于維修和安裝；結(jié)構(gòu)重復(fù)性好，裝置的機(jī)械設(shè)計(jì)可以簡(jiǎn)化，價(jià)格比分立器件低等諸多優(yōu)點(diǎn)?？煽毓枘K的分類可控硅模塊從X芯片上看，可以分為可控模塊和整流模塊兩大類，從具體的用途上區(qū)分，可以分為：普通晶閘管模塊（MTC\MTX)、普通整流管模塊(MDC)、普通晶閘管、整流管混合模塊(MFC)、快速晶閘管、整流管及混合模塊（MKC\MZC)、非絕緣型晶閘管、整流管及混合模塊（也就是通常所說的電焊機(jī)模塊MTG\MDG)、三相整流橋輸出可控硅模塊（MDS)、單相（三相）整流橋模塊（MDQ)、單相半控橋（三相全控橋）模塊(MTS)以及肖特基模塊等。IGBT是先進(jìn)的第三代功率模塊，工作頻率1-20khz,主要應(yīng)用在變頻器的主回路逆變器及一切逆變電路。四川模塊哪家好

一、可控硅的結(jié)構(gòu)和特性■可控硅從外形上分主要有螺旋式、平板式和平底式三種（見圖表-25）。螺旋式的應(yīng)用較多。■可控硅有三個(gè)電極----陽極（A）陰極（C）和控制極（G）。它有管芯是P型導(dǎo)體和N型導(dǎo)體交迭組成的四層結(jié)構(gòu)，共有三個(gè)PN結(jié)。其結(jié)構(gòu)示意圖和符號(hào)見圖表-26?！鰪膱D表-26中可以看到，可控硅和只有一個(gè)PN結(jié)的硅整流二極度管在結(jié)構(gòu)上迥然不同。可控硅的四層結(jié)構(gòu)和控制極的引用，為其發(fā)揮“以小控大”的優(yōu)異控制特性奠定了基礎(chǔ)。在應(yīng)用可控硅時(shí)，只要在控制極加上很小的電流或電壓，就能控制很大的陽極電流或電壓。目前已能制造出電流容量達(dá)幾百安培以至上千安培的可控硅元件。一般把5安培以下的可控硅叫小功率可控硅，50安培以上的可控硅叫大功率可控硅。■可控硅為什么其有“以小控大”的可控性呢？下面我們用圖表-27來簡(jiǎn)單分析可控硅的工作原理。海南通用模塊英飛凌、 三菱、 ABB在1700V以上電壓等級(jí)的工業(yè)IGBT領(lǐng)域占優(yōu)勢(shì)。

雖然在模塊內(nèi)部已對(duì)外部的電壓噪聲采取了相應(yīng)的措施，但是由于噪聲的種類和強(qiáng)度不同，加之也不可能完全避免誤動(dòng)作或損壞等情況，因此需要對(duì)交流進(jìn)線加濾波器，并采用絕緣方式接地，同時(shí)應(yīng)在每相的輸入信號(hào)與地(GND)間并聯(lián) l000pF的吸收電容。(1)光電耦合器控制 電路  控制電路主要針對(duì)的是單片機(jī)控制系統(tǒng)的弱電控制部分，由于IPM模塊要直接和配電系統(tǒng)連接，因此，必須利用隔離器件將IPM模塊和控制部分的弱電電路隔離開來，以保護(hù)單片機(jī)控制系統(tǒng)。

圖2所示為1組上橋臂的控制信號(hào)的輸入電路，墓他3組上橋臂的控制信號(hào)輸入電路與圖2相同，但 3組15V直流電源應(yīng)分別供電，而下橋臂的4組則共用一個(gè)15V直流電源。 圖2 控制信號(hào)輸入電路 (2)緩沖電路  緩沖電路（阻容吸收電路）主要用于抑制模塊內(nèi)部的IGBT單元的過電壓和du/出或者過電流和di/dt，同時(shí)減小IGBT的開關(guān)損耗。由于緩沖電路所需的電阻、電容的功率、體積都較大，所以在IGBT模塊內(nèi)部并沒有專門集成該部分電路，因此，在實(shí)際的系統(tǒng)中一定要設(shè)計(jì)緩沖電路，通過緩沖電路的電容可把過電壓的電磁能量變成靜電能量?jī)?chǔ)存起來。緩沖電路的電阻可防止電容與電感產(chǎn)生諧振。如果沒有緩沖電路，器件在開通時(shí)電流會(huì)迅速上升，di/dt也很大，關(guān)斷時(shí)du/dt很大，并會(huì)出現(xiàn)很高的過電壓，極易造成模塊內(nèi)部IGBT 器件損壞。圖3給出了一個(gè)典型的緩沖電路；有關(guān)阻值與電容大小的設(shè)計(jì)可根據(jù)具體系統(tǒng)來設(shè)定不同的參數(shù)。普通晶閘廣泛應(yīng)用于交直流調(diào)速、調(diào)光、調(diào)溫等低頻(400Hz以下)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：目前，國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)型的igbt模塊是由igbt(絕緣柵雙極型晶體管芯片)與fwd(二極管芯片)通過特定的電路橋接封裝而成的模塊化半導(dǎo)體產(chǎn)品；封裝后的igbt模塊直接應(yīng)用于變頻器、ups不間斷電源等設(shè)備上；igbt模塊具有節(jié)能、安裝維修方便、散熱穩(wěn)定等特點(diǎn)，隨著節(jié)能環(huán)保等理念的推進(jìn)，此類產(chǎn)品在市場(chǎng)上越來越多見。然而，這種igbt模塊的成本較高，嚴(yán)重制約了國(guó)內(nèi)變流技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展。為了解決國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)型igbt模塊成本較高的問題，目前國(guó)內(nèi)出現(xiàn)了一種將igbt單管并聯(lián)后形成igbt模塊的方案，這種igbt模塊與國(guó)外相同技術(shù)參數(shù)規(guī)格下的標(biāo)準(zhǔn)型igbt模塊相比，成本要低15％～20％，進(jìn)而能夠促進(jìn)國(guó)內(nèi)變流技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展；但是，這種igbt模塊中的各igbt單管一般由螺釘固定在安裝板上，這就降低了igbt模塊的生產(chǎn)效率。高壓IGBT模塊一般以標(biāo)準(zhǔn)焊接式封裝為主。河北模塊制定

IGBT柵極結(jié)構(gòu)：平面柵機(jī)構(gòu)、Trench溝槽型結(jié)構(gòu)。四川模塊哪家好

軌道交通IGBT器件已成為軌道交通車輛牽引變流器和各種輔助變流器的主流電力電子器件。交流傳動(dòng)技術(shù)是現(xiàn)代軌道交通的**技術(shù)之一，在交流傳動(dòng)系統(tǒng)中牽引變流器是關(guān)鍵部件，而IGBT又是牽引變流器****的器件之一。IGBT國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)規(guī)模2015年國(guó)際IGBT市場(chǎng)規(guī)模約為48億美元，預(yù)計(jì)到2020年市場(chǎng)規(guī)?？梢赃_(dá)到80億美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率約10%。2014年國(guó)內(nèi)IGBT銷售額是88.7億元，約占全球市場(chǎng)的1∕3。預(yù)計(jì)2020年中國(guó)IGBT市場(chǎng)規(guī)模將超200億元，年復(fù)合增長(zhǎng)率約為15%。從公司來看，國(guó)外研發(fā)IGBT器件的公司主要有英飛凌、ABB、三菱、西門康、東芝、富士等。中國(guó)功率半導(dǎo)體市場(chǎng)占世界市場(chǎng)的50%以上，但在中**MOSFET及IGBT主流器件市場(chǎng)上，90％主要依賴進(jìn)口，基本被國(guó)外歐美、日本企業(yè)壟斷。國(guó)外企業(yè)如英飛凌、ABB、三菱等廠商研發(fā)的IGBT器件產(chǎn)品規(guī)格涵蓋電壓600V-6500V，電流2A-3600A，已形成完善的IGBT產(chǎn)品系列。英飛凌、三菱、ABB在1700V以上電壓等級(jí)的工業(yè)IGBT領(lǐng)域占***優(yōu)勢(shì)；在3300V以上電壓等級(jí)的高壓IGBT技術(shù)領(lǐng)域幾乎處于壟斷地位。在大功率溝槽技術(shù)方面，英飛凌與三菱公司處于國(guó)際**水平。西門康、仙童等在1700V及以下電壓等級(jí)的消費(fèi)IGBT領(lǐng)域處于優(yōu)勢(shì)地位。四川模塊哪家好

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