IGBT模块在工控场景中的应用案例

发布时间：2024-10-23 阅读量：3047 来源: 我爱方案网作者: bebop

IGBT结合了MOSFET的易驱动特性和双极型晶体管的低导通压降特性，是一种非常理想的开关元件。它通过在栅极施加正向电压来控制集电极和发射极之间的电流流动，当栅极电压高于开启阈值时，IGBT导通；当栅极电压低于一定值时，IGBT关断。这种开关特性使得IGBT能够高效地转换电能，适用于多种电力变换场合。

工控场景下的应用

变频器：变频器是工业控制中最常见的应用之一，用于调节电机的速度和转矩。IGBT作为变频器中的关键组件，能够实现快速而准确的电流控制，提高电机的工作效率和响应速度，减少能耗。
电源系统：在不间断电源(UPS)、开关电源等应用中，IGBT可以实现高效的DC-AC或DC-DC转换，确保输出稳定可靠。此外，IGBT还能够有效处理瞬态过载情况，保护设备免受损坏。
新能源发电：随着可再生能源技术的发展，太阳能光伏逆变器、风力发电机等新能源发电装置中也大量采用了IGBT技术。IGBT不仅能够提高能源转换效率，还能适应复杂的电网环境，促进清洁能源的有效利用。
电动汽车：在电动汽车领域，IGBT被广泛应用于电机驱动系统、车载充电机以及能量回收系统中。它有助于提升车辆的动力性能，延长续航里程，并实现快速充电。
焊接设备：IGBT在焊接电源中的应用可以提供更加稳定的电流输出，改善焊接质量，同时降低能耗，提高生产效率

上海贝岭低成本IGBT模块推荐，它们是能批量出货的稳定方案：

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贝岭大电流驱动型IGBT：BLG40T120

针对三相逆变焊机的普遍需求，上海贝岭推出了型号为BLG40T120的1200V/40A高速IGBT器件。该器件具有开关速度快、关断损耗小等特点，可满足客户大功率和高效率设计要求。目前，该IGBT产品已在国内部分焊机客户批量使用。

应用场景：

三相逆变焊机、空调PTC

产品特点/优势：

1.上海贝岭1200V/40A IGBT产品BLG40T120采用了沟槽栅场终止结构和特殊工艺控制，优化了VCE(on)和Eoff参数，提升了产品的可靠性。

2.BLG40T120具有较小的寄生电容，保证了器件有更高的开关速度。

3.BLG40T120具有较小的IGBT器件关断损耗和通态损耗，搭配正向压降较低的续流二极管，显著减小了器件的总损耗。开关损耗的减小可间接提高开关频率。

4.BLG40T120具有较低的Qg ，有助于降低对栅极驱动的功率能力的要求，更易驱动。

贝岭电机驱动用IGBT:BLG15T65

针对中小功率电机驱动系统具体要求，上海贝岭推出了新的650V 15AIGBT产品BLG15T65以及。通过改善Vce-Eoff的折中性能，实现了低Vce(on)和高可靠性，降低了IGBT器件通态损耗。市场工业缝纫机驱动器主流方案拆解后如图3所示。

市场主流工业缝纫机驱动器

应用场景：

工业缝纫机、园林水泵，充电机，变频器，逆变器，焊机等。

产品特点/优势：

1.BLG15T65有更低的导通压降Vce（sat），可显著降低器件工作时通态损耗。

2.BLG15T65具有较小的寄生电容，这保证了器件有更高的开关速度，可以适应更高的开关频率和较低的开关损耗（Eon/Eoff）。

3.BLG15T65较低的Qg 也有助于降低对栅极驱动的功率能力的要求，驱动更容易。

4.BLG15T65在开关损耗和通态损耗都有较好表现，真实应用中替换竞品后温升效果会有明显改善。

贝岭燃油发动机点火器IGBT：BLG3040,BLQG3043,BLQG3040A

目前燃油发动机和汽车发动机的点火器主要采用“插接式”线圈，消除高压接线，并集成绝缘栅双极型晶体管(IGBT)器件及其驱动电路，使汽车点火系统更加紧凑和简单。

BLG3040,BLQG3043,BLQG3040A是上海贝岭推出的400V 300mJ燃油、汽车点火IGBT产品，具有自钳位功能，低导通压降，高钳位能量以及ESD保护功能，可应用于燃油发动机点火控制器。

基于IGBT器件的汽车点火器电路原理图和某品牌汽车点火器内部电路板的实物图分别如图2和图3所示。

点火电路原理图

点火器电路板实物图

应用场景：

燃油发动机点火控制器，线圈接通插头应用

产品特点/优势：

1.击穿电压高，可提供更高的点火电压；

2.阈值电压VTH低，可兼容逻辑电平，使驱动电路更简单，降低系统成本；

3.饱和压降VCE(SAT) 低，可减小IGBT导通损耗，降低器件工作温升；

4.自钳位开关能量ESCIS和自钳位开关电流ISCIS耐受能力强；

5.产品的温升表现优于主流厂商产品

6.严格按照汽车行业分立半导体器件可靠性标准AEC-Q101进行了可靠性认证

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