你是否曾好奇，英飞凌IGBT模块为何能广泛应用于变频器、电动汽车和工业电机中？它到底是如何工作的？掌握它的基本原理和电路结构，将有助于优化系统性能并提升可靠性。
什么是IGBT模块？
IGBT（绝缘栅双极型晶体管）模块是一种复合型功率半导体器件，结合了MOSFET的高输入阻抗和BJT的低导通压降优势。
它通常由多个IGBT芯片组成，并集成反向并联二极管，用于实现高效的双向能量转换。
这种模块结构可承受较大的电流和电压应力，是许多电力电子系统的核心元件。
IGBT的基本结构
IGBT有三个主要电极：栅极（G）、集电极（C）和发射极（E）。
其内部结构包含PNP晶体管和N沟道MOSFET的组合，通过控制栅极电压来实现导通与关断。
以下为IGBT的基本工作模式简述：
– 导通状态：当栅极施加正电压时，形成导电通道，允许电流从集电极流向发射极。
– 关断状态：栅极电压归零或负值时，导电通道关闭，电流被阻断。
IGBT模块的工作原理
IGBT模块通过交替导通与关断，实现对负载的能量调控。其工作过程可分为以下几个阶段：
1. 开通阶段：控制器发出信号使IGBT导通，电源向负载供电。
2. 稳态阶段：IGBT处于完全导通状态，维持稳定电流流通。
3. 关断阶段：控制器撤除栅极信号，IGBT进入截止状态，切断电流路径。
在此过程中，模块需要配合外围驱动电路、保护电路以及散热系统，以确保稳定运行。
上海工品提供的配套解决方案支持多种IGBT应用场景，帮助用户构建高效可靠的电力电子系统。
模块内部连接方式
常见的IGBT模块采用多芯片并联结构，提高整体载流能力。芯片之间通过铝线或铜线键合实现电气连接，并使用陶瓷基板进行热管理和电气隔离。
模块外壳则提供机械支撑和接地点，同时具备良好的绝缘性能，防止高压击穿。
典型电路图解析
在典型的逆变器电路中，IGBT模块通常以三相桥式结构出现。每相由两个IGBT构成上下桥臂，通过交替导通实现直流到交流的转换。
电路中的关键元件包括：
– 滤波电容：用于平滑直流母线电压
– 驱动变压器：为IGBT提供独立且稳定的栅极驱动信号
– 保护电路：监测过流、过压等异常状况并触发保护机制
以上配置能够有效提升系统的动态响应能力和安全性。
