IGBT的应用电子封装

1、一文读懂IGBT在新能源电动汽车中的应用1、IGBT定义IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor） ,绝缘栅双极型晶体管IGBT模块是由IGBT （绝缘栅双极型晶体管芯片）与 FWD （续流二极管芯片）通过 特定的电路桥接封装而成的模块化半导体产品 2、 IGBT的用途IGBT是能源变换与传输的核心器件，俗称电力电子装置的“CPU”，应用于直流电压为600V及以上的变流系统如轨道交通、智能电网、航空航天、电动汽车与新能源装 备等领域。封装后的IGBT模块直接应用于变频器、UPS不间断电源等设备上3、 IGBT模块的特点IGBT模块具有节能、安装维修方便、散热

2、稳定等特点当前市场上销售的多为此类模块化产品，一般所说的IGBT也指IGBT模块4、用最简单的语言概括IGBT的功能和作用控制能源的变换和传输5、为什么电动汽车需要IGBT?IGBT的作用是交流电和直流电的转换，同时IGBT还承担电压的高低转换的功能。外界充电的时候是交流电，需要通过IGBT转变成直流电然后给电池，同时要把220V 电压转换成适当的电压以上才能给电池组充电。电池放电的时候，把通过IGBT把直流电转变成交流电机使用的交流电，同时起到对交流电机的变频控制，当然变压是必不可少的。IGBT是功率半导体器件，可以说是电动车的的核心技术之一，IGBT的好坏直接影响电动车功率的释放速度。6、

3、 IGBT的工作原理以空调压缩机为例：国内规定的电压 220V,频率50Hz的电流经整流滤波后得到 310V左右的直流电，此直流电经过逆变后，就可以得到用以控制压缩机运转的变频电源， 这就能将50赫兹的电网频率转变为30-130赫兹，利用电源频率可以控制平滑控制压缩 机转速，达到自动无级变速，使压缩机始终处于最佳工作状态。在电动车上，可以把电机看成压缩机。两者原理几乎完全一致。7、 IGBT在现代交通系统中的重要性直流充电桩30%的原材料成本是IGBT电力机车一般需要500个IGBT模块动车组需要超过100个IGBT模块一节地铁需要50-80个IGBT模块8、IGBT成本的重要性IGBT约占电

4、机驱动系统成本的一半，而电机驱动系统占整车成本的15-20% ,也就是说IGBT占整车成本的7-10% ,是除电池之外成本第二高的元件，也决定了整车的能 源效率。2016年全球电动车销量大约200万辆，共消耗了大约9亿美元的IGBT管，平均每 辆车大约450美元，是电动车里除电池外最昂贵的部件。9、丰田是世界上唯一能自产IGBT的车厂也正因为IGBT太重要，丰田在开发混合动力车时就认定IGBT管要完全控制在手中， 丰田也是全球唯一能够自产IGBT管的汽车厂家（自产，而不是买别人的晶圆再做封装）, 普锐斯也因此获得强大的生命力，也是目前全球唯一的强混合动力车。10、中国高铁IGBT市场已基本被日

5、本三菱垄断三菱电机生产的IGBT已经成为业内默认的标准，中国的高速机车用IGBT由三菱完 全垄断，同时欧洲的阿尔斯通、西门子、庞巴迪也是一半以上采用三菱电机的IGBT11、英飞凌则包揽了几乎所有电动汽车的IGBT除了日系厂家，英飞凌包揽了几乎所有电动车的IGBT,而三菱电机则沉醉于中国高铁的丰厚利润中无法自拔，在低于 2500V市场几乎一无所获。12、特斯拉用IGBT的成本情况特斯拉Model X使用132个IGBT管，由英飞凌提供，其中后电机为 96个，前电 机为36个，每个单管的价格大约4-5美元，合计大约650美元。如果改用模块的话，估计需要12-16个模块，成本大约1200-1600美

6、元。特斯拉使用单管的原因主要是成本，尤其是其功率比一般的电动车要大不少，加上 设计开发周期短，不得不采用单管设计。13、中国制造IGBT的现状IGBT目前已经发展到7.5代，第7代由三菱电机在2012年推出，三菱电机目前的 水平可以看作7.5代，同时IGBT的下一代SiC技术已经在日本全面普及，无论三菱这样 的大厂还是Fuji、Rohm这样的小厂都有能力轻松制造出 SiC元件，我国目前停留在第 三代水平上，差距在20年以上。自第六代以后，IGBT自身的潜力已经挖掘的差不多了，大家都把精力转移到IGBT的封装上，也就是散热。车用IGBT的散热效率要求比工业级要高得多，同时还要考虑强振动条件，汽车级的IGBT远在工业级之上。散热的关键是材料，而材料科学是一个国家基础科学的体现，中国在这方面非常落 后，日本则遥遥领先，不仅在德国之上，还在美国之上。陕西图灵电子科技有限公司是一家集电子封装材料、新型焊接材料的研发、生产、 销售、咨询及技术服务于一体的综合性科技公司。图灵拥有自己的模具加工中心和模具库，采用精