今天小編來給大家分享一些關(guān)于igbt靜態(tài)測試儀在軌道交通工業(yè) EV 軌道交通用IGBT模塊的選材及封裝工藝對比方面的知識吧,希望大家會喜歡哦
1、工業(yè)IGBT:采用鋁線鍵合,工藝成熟、成本較低。電動汽車IGBT:采用鋁帶鍵合,提高電氣和熱力學性能。軌道交通IGBT:選用銅線鍵合,工藝性能更優(yōu),可靠性高,適用于高功率密度、高效散熱的模塊。芯片貼合與焊接:工業(yè)IGBT:芯片貼合采用錫銀焊料,DBC陶瓷襯底焊接采用錫膏。
2、封裝工藝方面,工業(yè)IGBT采用鋁線(Al)鍵合,電動汽車IGBT則采用鋁帶鍵合,軌道交通IGBT則選用銅線鍵合。鋁線鍵合工藝成熟、成本較低,但電氣、熱力學性能較差,易受到熱膨脹系數(shù)失配的影響。銅線鍵合工藝性能更優(yōu),可靠性高,適用于高功率密度、高效散熱的模塊。
3、隨著市場趨勢的指向,我們期待看到體積更小、效率更高、可靠性更強的IGBT模塊,比如英飛凌的多形態(tài)封裝,這無疑是對封裝工藝的一次新的挑戰(zhàn),也是推動行業(yè)進步的引擎。
IGBT的靜態(tài)特性主要包括轉(zhuǎn)移特性和輸出特性。IGBT是英文單詞InsulatedGateBipolarTransistor,它的中文意思是絕緣柵雙極型晶體管。從功能上來說,IGBT就是一個電路開關(guān),優(yōu)點就是用電壓控制,飽和壓降小,耐壓高。用在電壓幾十到幾百伏量級、電流幾十到幾百安量級的強電上的。
靜態(tài)特性包括伏安特性、轉(zhuǎn)移特性和開關(guān)特性。其中,伏安特性描述了IGBT的漏極電流與柵極電壓之間的關(guān)系曲線,輸出漏極電流受柵源電壓控制,Ugs越高,Id越大。轉(zhuǎn)移特性表明了輸出漏極電流Id與柵源電壓Ugs之間的關(guān)系曲線,當柵源電壓小于開啟電壓Ugs(th)時,IGBT處于關(guān)斷狀態(tài)。
靜態(tài)特性:IGBT的靜態(tài)特性主要包括伏安特性、轉(zhuǎn)移特性和開關(guān)特性。其中,伏安特性描述了柵源電壓Ugs與漏極電流Id之間的關(guān)系。當Ugs增加時,Id也隨之增大,這與GTR的輸出特性相似。IGBT的伏安特性可分為飽和區(qū)、放大區(qū)和擊穿特性三部分。
靜態(tài)特性:IGBT的靜態(tài)特性主要包括伏安特性、轉(zhuǎn)移特性和開關(guān)特性。伏安特性描述了在不同柵源電壓下,漏極電流與柵極電壓之間的關(guān)系。轉(zhuǎn)移特性則反映了柵源電壓對漏極電流的控制能力。開關(guān)特性則描述了IGBT在開關(guān)過程中的電壓和電流變化。工作區(qū)域:IGBT的工作區(qū)域可分為飽和區(qū)、放大區(qū)和擊穿區(qū)。
IGBT模塊封裝技術(shù)流程包括貼片、真空焊接、等離子清洗、X-RAY檢測、鍵合、灌膠、成型、測試和打標等多個環(huán)節(jié)。每個環(huán)節(jié)都要求高精度和高效率,以確保產(chǎn)品的可靠性和性能。封裝過程中,焊接技術(shù)尤為重要,高質(zhì)量的焊接能顯著提升產(chǎn)品的可靠性和性能。
IGBT模塊的12道封裝工藝詳細解讀如下:絲網(wǎng)印刷:這一步驟確保了高精度電路的布局,為后續(xù)的元件貼合打下基礎。自動貼片:通過自動貼片機實現(xiàn)元件的精準貼合,保證IGBT模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和可靠性。真空回流焊接:采用真空環(huán)境進行回流焊接,確保焊接牢固且無空洞,提高模塊的導熱性能和機械強度。
功率端子鍵合、灌膠固化、封裝與端子成形,每一個步驟都關(guān)乎IGBT模塊的耐久性和效率。而功能測試,是封裝工藝的最后一道防線,確保在嚴苛環(huán)境中穩(wěn)定運行。
由于車規(guī)級IGBT產(chǎn)品對功率密度、安全性、穩(wěn)定性等要求較高,加上國內(nèi)IGTB產(chǎn)品水平大部分還在第4代水平,而國際先進水平已經(jīng)發(fā)展到了第七代。為此,國內(nèi)新能源汽車廠商對IGBT國產(chǎn)化替代的意愿并不強烈。
自主化徐州3號線二期列車是高度自主化的國產(chǎn)化列車,車體、牽引輔助、制動、網(wǎng)絡等相關(guān)系統(tǒng)采用了標準化地鐵的技術(shù)方案,相關(guān)系統(tǒng)均為自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品,而且借助標準地鐵自主化攻關(guān)的成果,本項目列車的IGBT等關(guān)鍵部件采用了自主化產(chǎn)品,打破了國外的壟斷成功引用到標準化地鐵上。
而全球車企市值第一的豐田,早在上世紀90年代開發(fā)混合動力車型的時候,就認定電控的核心——IGBT,必須要完全掌握在自己手中。按照社長豐田章男的說法就是:“IGBT具有與發(fā)動機同等的重要性”。所以,豐田理所當然地成為了當時全球唯一一家自研自產(chǎn)IGBT的車企,還拉上了自己的好基友、御用供應商電裝,大家有錢一起賺。
1、IGBT已廣泛應用于多個領域,主要包括:家用電器:IGBT在家用電器中發(fā)揮著重要作用,如變頻空調(diào)、洗衣機、冰箱等,通過精確控制電流和電壓,實現(xiàn)節(jié)能和高效運行。交通運輸:在電動汽車、高鐵、地鐵等交通工具中,IGBT用于電力牽引系統(tǒng),提供高效、穩(wěn)定的電力轉(zhuǎn)換和控制。
2、交通領域:在軌道交通方面,高鐵大量應用IGBT模塊,一輛高鐵約需200個IGBT芯片;新能源汽車領域,特斯拉Model3使用約150個IGBT芯片,是除電池外最貴的組件,能實現(xiàn)直流電到交流電的轉(zhuǎn)換,驅(qū)動電機工作。電網(wǎng)領域:在智能電網(wǎng)中,可實現(xiàn)電壓、頻率、直流交流轉(zhuǎn)換等功能,是能源變換與傳輸?shù)暮诵摹?/p>
3、交通運輸:在交通運輸領域,IGBT被廣泛應用于交通控制系統(tǒng)中,以及電動車、軌道交通等交通工具的電力驅(qū)動系統(tǒng),有助于提升交通工具的能源效率和可靠性。電力工程:在電力工程中,IGBT是電力電子變換器中的關(guān)鍵器件,用于實現(xiàn)電能的變換和控制,如用于不間斷電源和靜態(tài)無功補償?shù)认到y(tǒng)中。
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