IGBT模塊（Insulated Gate Bipolar Transistor Module）是一種以絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）為構(gòu)成的功率模塊，以下從其定義、結(jié)構(gòu)、特點和應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行介紹：

定義：IGBT模塊是電壓型控制、復(fù)合全控型功率半導(dǎo)體器件，它結(jié)合了MOSFET的高輸入阻抗和GTR（雙極型功率晶體管）的低導(dǎo)通壓降的優(yōu)點，具有輸入阻抗大、驅(qū)動功率小、控制電路簡單、開關(guān)損耗小、通斷速度快、工作頻率高、元件容量大等特點。

結(jié)構(gòu)：IGBT模塊通常由多個IGBT芯片、驅(qū)動電路、保護(hù)電路、散熱器、連接器等組成。通過內(nèi)部的絕緣隔離結(jié)構(gòu)，IGBT芯片與外界隔離，以防止外界的干擾和電磁干擾。同時，模塊內(nèi)部的驅(qū)動電路和保護(hù)電路可以有效地控制和保護(hù)IGBT芯片，提高設(shè)備的可靠性和安全性。 IGBT模塊在電機控制與驅(qū)動領(lǐng)域展現(xiàn)出突出性能。閔行區(qū)電源igbt模塊

大電流承受能力強：

IGBT能夠承受較大的電流和電壓，適用于高功率應(yīng)用和高電壓應(yīng)用。在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中，風(fēng)力發(fā)電機捕獲風(fēng)能后產(chǎn)生的電能頻率和電壓不穩(wěn)定，IGBT模塊用于變流器中，將不穩(wěn)定的電能轉(zhuǎn)換為符合電網(wǎng)要求的交流電。在轉(zhuǎn)換過程中，IGBT模塊需要承受較大的電流和電壓，其大電流承受能力保障了風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，提高了風(fēng)能利用率。

集成度高：

IGBT已經(jīng)成為了主流的功率器件之一，制造技術(shù)不斷提高，目前已經(jīng)出現(xiàn)了高集成度的集成電路，可在較小的空間中實現(xiàn)更高的功率。在新能源汽車中，由于車內(nèi)空間有限，對電子元件的集成度要求較高。IGBT模塊的高集成度使其能夠在有限的空間內(nèi)實現(xiàn)電機控制、充電等功能，同時提高了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。 嘉定區(qū)4-pack四單元igbt模塊罐封技術(shù)保證IGBT模塊在惡劣環(huán)境下的運行可靠性。

新能源發(fā)電：風(fēng)力發(fā)電：風(fēng)力發(fā)電機捕獲風(fēng)能后，產(chǎn)生的電能頻率和電壓不穩(wěn)定，IGBT模塊用于變流器中，將不穩(wěn)定的電能轉(zhuǎn)換為符合電網(wǎng)要求的交流電。通過精確控制，可實現(xiàn)最大功率追蹤，提高風(fēng)能利用率，同時保障電力平穩(wěn)并入電網(wǎng)，減少對電網(wǎng)的沖擊。光伏發(fā)電：IGBT是光伏逆變器、儲能逆變器的器件。IGBT模塊占光伏逆變器價值量的15%至20%，不同的光伏電站需要的IGBT產(chǎn)品略有不同，比如集中式光伏主要采用IGBT模塊，而分布式光伏主要采用IGBT單管或模塊。

溝道關(guān)閉與存儲電荷釋放：當(dāng)柵極電壓降至閾值以下（VGE<Vth），MOSFET部分先關(guān)斷，柵極溝道消失，切斷發(fā)射極向N-區(qū)的電子注入。N-區(qū)存儲的空穴需通過復(fù)合或返回P基區(qū)逐漸消失，形成拖尾電流Itail（少數(shù)載流子存儲效應(yīng)）。安全關(guān)斷邏輯：柵極電壓下降→溝道消失→電子注入停止→空穴復(fù)合→電流逐步歸零。關(guān)斷損耗占總開關(guān)損耗的30%~50%，是高頻場景下的主要挑戰(zhàn)（SiC MOSFET無此問題）。工程優(yōu)化對策：優(yōu)化N-區(qū)厚度與摻雜濃度以縮短載流子復(fù)合時間；設(shè)計“死區(qū)時間”（5~10μs）避免橋式電路上下管直通短路；增加RCD吸收電路抑制關(guān)斷時的電壓尖峰（由線路電感引起）。IGBT模塊外殼實現(xiàn)絕緣性能，要求耐高溫、不易變形。

交通電氣化與驅(qū)動控制

新能源汽車

電驅(qū)系統(tǒng)：IGBT模塊作為電機控制器的重點，將電池直流電轉(zhuǎn)換為交流電驅(qū)動電機，需滿足高頻開關(guān)（>20kHz）、低損耗與高功率密度需求，以提升續(xù)航能力與駕駛體驗。

充電樁：在快充場景下，IGBT模塊需高效轉(zhuǎn)換電能，支持高電壓（800V）、大電流（500A）輸出，縮短充電時間。

軌道交通

牽引系統(tǒng)：IGBT模塊控制高鐵、地鐵電機的轉(zhuǎn)速與扭矩，需耐高壓（>6.5kV）、大電流（>1kA），適應(yīng)高速運行與頻繁啟停工況。 IGBT模塊市場高度集中，國內(nèi)企業(yè)加速發(fā)展促進(jìn)國產(chǎn)替代。嘉定區(qū)4-pack四單元igbt模塊

IGBT模塊的質(zhì)量控制包括平整度、鍵合點力度、主電極硬度等測試。閔行區(qū)電源igbt模塊

高效率：

IGBT具有較低的導(dǎo)通電阻，可實現(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，實現(xiàn)與電網(wǎng)的對接。其可根據(jù)光照強度等條件實時調(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驅(qū)動系統(tǒng)中，IGBT模塊作為主要部件，車輛行駛時，電池輸出的直流電需通過IGBT模塊逆變?yōu)榻涣麟娨则?qū)動電機運轉(zhuǎn)。IGBT的高速開關(guān)特性使其能快速響應(yīng)電機控制需求，實現(xiàn)電機的高效運轉(zhuǎn)，保障汽車的加速性能和動力輸出。 閔行區(qū)電源igbt模塊