應(yīng)用領(lǐng)域

電動(dòng)控制系統(tǒng)：在大功率直流/交流（DC/AC）逆變后驅(qū)動(dòng)汽車電機(jī)，以及車載空調(diào)控制系統(tǒng)的小功率直流/交流（DC/AC）逆變中，使用電流較小的IGBT和FRD；在智能充電樁中，IGBT模塊被作為開關(guān)元件使用。

伺服電機(jī)與變頻器：IGBT模塊廣泛應(yīng)用于伺服電機(jī)、變頻器等領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的高效控制和調(diào)速。

變頻家電：在變頻空調(diào)、變頻冰箱等家電產(chǎn)品中，IGBT模塊用于實(shí)現(xiàn)電機(jī)的變頻控制，提高家電的能效和性能。

工業(yè)電力控制：在電壓調(diào)節(jié)器、直流電源、電弧爐控制器等工業(yè)電力控制系統(tǒng)中，IGBT模塊發(fā)揮著重要作用。

新能源領(lǐng)域：在太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中，IGBT逆變器用于將直流電能轉(zhuǎn)換為交流電能；在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中，IGBT模塊也用于電力轉(zhuǎn)換和控制。

電力傳輸和分配：在高電壓直流輸電（HVDC）系統(tǒng)的換流器和逆變器中，IGBT模塊提供高效、可靠的電力轉(zhuǎn)換。

軌道交通：在高速鐵路供電系統(tǒng)中，IGBT模塊提供高效、可靠的能量轉(zhuǎn)換和傳輸。 IGBT模塊在充電樁領(lǐng)域的應(yīng)用推動(dòng)了市場(chǎng)規(guī)模的增長(zhǎng)。寶山區(qū)Standard 2-packigbt模塊

智能電網(wǎng)

發(fā)電端功能：風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電中的整流器和逆變器都需要使用IGBT模塊。

優(yōu)勢(shì)：實(shí)現(xiàn)新能源發(fā)電與電網(wǎng)的高效連接和穩(wěn)定輸出。

輸電端功能：特高壓直流輸電中FACTS柔性輸電技術(shù)需要大量使用IGBT等功率器件。

優(yōu)勢(shì)：提供高效、可靠的電力轉(zhuǎn)換，提升電網(wǎng)的輸電能力。

變電端功能：IGBT是電力電子變壓器（PET）的關(guān)鍵器件。

優(yōu)勢(shì)：實(shí)現(xiàn)電壓的靈活變換和高效傳輸。

用電端功能：家用白電、微波爐、LED照明驅(qū)動(dòng)等都對(duì)IGBT有大量的需求。

優(yōu)勢(shì)：提高能效，降低能耗，提升用戶體驗(yàn)。 黃浦區(qū)標(biāo)準(zhǔn)一單元igbt模塊IGBT模塊電極結(jié)構(gòu)采用彈簧結(jié)構(gòu)，緩解安裝過(guò)程中的基板開裂。

IGBT模塊的主要優(yōu)勢(shì)

高效節(jié)能：開關(guān)損耗低，電能轉(zhuǎn)換效率高（比如光伏逆變器效率>98%）。

反應(yīng)快：開關(guān)速度極快（納秒級(jí)），適合高頻應(yīng)用（比如電磁爐加熱）。

耐高壓大電流：能承受高電壓（幾千伏）和大電流（幾百安培），適合工業(yè)場(chǎng)景。

可靠耐用：設(shè)計(jì)壽命長(zhǎng)，適合長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行（比如高鐵牽引系統(tǒng)）。

IGBT模塊的應(yīng)用場(chǎng)景（生活化舉例）

新能源汽車：控制電機(jī)，讓車加速、減速、爬坡更高效。

變頻家電：空調(diào)、冰箱根據(jù)溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)功率，省電又安靜。

工業(yè)設(shè)備：數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人通過(guò)IGBT模塊精確控制電機(jī)，提升加工精度。

新能源發(fā)電：光伏、風(fēng)電系統(tǒng)通過(guò)IGBT模塊將電能并入電網(wǎng)。

高鐵/地鐵：牽引系統(tǒng)用IGBT模塊控制電機(jī)，實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)行。

消費(fèi)電子與家電升級(jí)

變頻家電

空調(diào)、冰箱：IGBT模塊可以控制壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確溫控與節(jié)能，降低噪音與機(jī)械磨損，從而延長(zhǎng)設(shè)備壽命。

電磁爐：通過(guò)高頻磁場(chǎng)加熱鍋具，IGBT模塊需快速響應(yīng)負(fù)載變化，避免過(guò)熱與電磁干擾。

智能電源管理

不間斷電源（UPS）：在電網(wǎng)斷電時(shí)，IGBT模塊迅速切換至電池供電，保障數(shù)據(jù)中心、醫(yī)療設(shè)備等關(guān)鍵負(fù)載的連續(xù)運(yùn)行。

充電器：在消費(fèi)電子快充中，IGBT模塊需高效轉(zhuǎn)換電能，支持高功率密度與多協(xié)議兼容。

IGBT模塊是工業(yè)控制中變頻器、電焊機(jī)等設(shè)備的主開關(guān)器件。

高效率：

IGBT具有較低的導(dǎo)通電阻，可實(shí)現(xiàn)高效率的功率調(diào)節(jié)，增加設(shè)備效率。在新能源發(fā)電領(lǐng)域，如光伏電站中，IGBT模塊應(yīng)用于光伏逆變器，能把光伏板產(chǎn)生的直流電高效轉(zhuǎn)換為交流電，實(shí)現(xiàn)與電網(wǎng)的對(duì)接。其可根據(jù)光照強(qiáng)度等條件實(shí)時(shí)調(diào)整工作狀態(tài)，提高發(fā)電效率，降低發(fā)電成本，助力光伏發(fā)電的大規(guī)模應(yīng)用。

高速開關(guān)：

IGBT可在短時(shí)間內(nèi)完成開關(guān)操作，能在高頻電路中使用，提高系統(tǒng)性能。在新能源汽車的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，IGBT模塊作為主要部件，車輛行駛時(shí)，電池輸出的直流電需通過(guò)IGBT模塊逆變?yōu)榻涣麟娨则?qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。IGBT的高速開關(guān)特性使其能快速響應(yīng)電機(jī)控制需求，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的高效運(yùn)轉(zhuǎn)，保障汽車的加速性能和動(dòng)力輸出。 中國(guó)IGBT市場(chǎng)規(guī)模巨大，但自給率不足，國(guó)產(chǎn)替代空間廣闊。黃浦區(qū)變頻器igbt模塊

全球IGBT市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)增長(zhǎng)，亞太地區(qū)市場(chǎng)占比居高。寶山區(qū)Standard 2-packigbt模塊

IGBT的基本結(jié)構(gòu)

IGBT由四層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)（P-N-P-N）構(gòu)成，內(nèi)部包含三個(gè)區(qū)域：

集電極（C，Collector）：連接P型半導(dǎo)體層，通常接電源正極。

發(fā)射極（E，Emitter）：連接N型半導(dǎo)體層，通常接電源負(fù)極或負(fù)載。

柵極（G，Gate）：通過(guò)絕緣層（二氧化硅）與中間的N型漂移區(qū)隔離，用于接收控制信號(hào)。

內(nèi)部等效電路：可看作由MOSFET和GTR組合而成的復(fù)合器件，其中MOSFET驅(qū)動(dòng)GTR工作，結(jié)構(gòu)如下：

MOSFET部分：柵極電壓控制其導(dǎo)通/關(guān)斷，進(jìn)而控制GTR的基極電流。

GTR部分：在MOSFET導(dǎo)通后，負(fù)責(zé)處理大電流。 寶山區(qū)Standard 2-packigbt模塊