IGBT為英文Insulated Gate Bipolar Transistor的縮寫(xiě)，中文名稱(chēng)為絕緣柵雙極型晶體管。是電能變換與傳輸?shù)暮诵钠骷?，俗稱(chēng)電力電子裝置的“CPU”，應(yīng)用于直流電壓為600V及以上的變流系統(tǒng)，如軌道交通、智能電網(wǎng)、航空航天、電動(dòng)汽車(chē)與新能源裝備等領(lǐng)域。
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IGBT是由 BJT(雙極結(jié)型晶體三極管) 和 MOS(絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管) 組成的復(fù)合全控型-電壓驅(qū)動(dòng)式-功率半導(dǎo)體器件,其具有自關(guān)斷的特征。
簡(jiǎn)單來(lái)講，IGBT是一個(gè)非通即斷的開(kāi)關(guān)，沒(méi)有放大電壓的功能，導(dǎo)通時(shí)可以看做導(dǎo)線，斷開(kāi)時(shí)當(dāng)做開(kāi)路。IGBT融合了BJT和MOSFET的兩種器件的優(yōu)點(diǎn)，如驅(qū)動(dòng)功率小和飽和壓降低等。
IGBT模塊是由IGBT與FWD（續(xù)流二極管芯片）通過(guò)特定的電路橋接封裝而成的模塊化半導(dǎo)體產(chǎn)品，具有節(jié)能、安裝維修方便、散熱穩(wěn)定等特點(diǎn)。
IGBT是能源轉(zhuǎn)換與傳輸?shù)暮诵钠骷?。采用IGBT進(jìn)行功率變換，能夠提高用電效率和質(zhì)量，具有高效節(jié)能和綠色環(huán)保的特點(diǎn)，是解決能源短缺問(wèn)題和降低碳排放的關(guān)鍵支撐技術(shù)。
用最簡(jiǎn)單的語(yǔ)言概括IGBT的功能和作用就是控制能源的變換和傳輸。
也就是說(shuō)，IGBT的作用是交流電和直流電的轉(zhuǎn)換，同時(shí)IGBT還承擔(dān)了電壓高低轉(zhuǎn)換的功能。
外界充電時(shí)是交流電，需要通過(guò)IGBT轉(zhuǎn)變成直流電然后給電池，同時(shí)要把220V電壓轉(zhuǎn)換成適當(dāng)?shù)碾妷汉蟛拍芙o電池組充電；電池放電時(shí)，通過(guò)IGBT把直流電轉(zhuǎn)變成交流電機(jī)使用的交流電，同時(shí)起到對(duì)交流電機(jī)的變頻控制，當(dāng)然變壓是必不可少的。
成本方面，在一臺(tái)純電動(dòng)汽車(chē)中，IGBT約占電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)成本的一半，而電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)占整車(chē)成本的15-20%，也就是說(shuō)IGBT占整車(chē)成本的7-10%，是除電池之外成本第二高的元件，也決定了整車(chē)的能源效率。而且除電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)外，整車(chē)包括高壓充電機(jī)、空調(diào)系統(tǒng)等多個(gè)電氣組件均需使用到IGBT。
舉例來(lái)說(shuō)，一臺(tái)特斯拉Model X使用132個(gè)IGBT管，由英飛凌公司提供。其中后電機(jī)為96個(gè)，前電機(jī)為36個(gè)，每個(gè)單管的價(jià)格大約為4-5美元，合計(jì)大約需650美元。
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在新能源汽車(chē)領(lǐng)域，IGBT發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，是電動(dòng)汽車(chē)及充電樁等設(shè)備的核心技術(shù)部件。
IGBT模塊占電動(dòng)汽車(chē)成本將近10%，占充電樁成本約20%。IGBT主要應(yīng)用于電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域中以下三個(gè)方面：
電動(dòng)控制系統(tǒng)，大功率直流/交流(DC/AC)逆變后驅(qū)動(dòng)汽車(chē)電機(jī)；車(chē)載空調(diào)控制系統(tǒng)，小功率直流/交流(DC/AC)逆變，使用電流較小的IGBT和FRD；充電樁，智能充電樁中IGBT模塊被作為開(kāi)關(guān)元件使用。為什么電動(dòng)汽車(chē)需要IGBT？
外界充電的時(shí)候是交流電，需要通過(guò)IGBT轉(zhuǎn)變成直流電然后給電池，同時(shí)要把220V電壓轉(zhuǎn)換成適當(dāng)?shù)碾妷阂陨喜拍芙o電池組充電。
電池放電的時(shí)候，把通過(guò)IGBT把直流電轉(zhuǎn)變成交流電機(jī)使用的交流電，同時(shí)起到對(duì)交流電機(jī)的變頻控制，當(dāng)然變壓是必不可少的。
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IGBT是功率半導(dǎo)體器件，可以說(shuō)是電動(dòng)車(chē)的的核心技術(shù)之一，IGBT的好壞直接影響電動(dòng)車(chē)功率的釋放速度。