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碳化硅电路板在功率器件IGBT中应用详解

发布人:slt12345645 时间:2020-12-08 来源:工程师 发布文章

众所周知,在现今社会中,IGBT功率模块越来越重要,在家用电器、轨道交通、电力工程、可再生能源和智能电网等领域都有广泛的应用。并且IGBT产业是涉及国家经济安全、国防安全等战略性产业,可想而知它有多么重要。

那么这个重要模块到底是怎样的呢?它其实只是指甲盖那么大的小方块,但别看体积小,能量却很大。如果没有这个小小的器件,电车、地铁、电气列车(动车、高铁),甚至飞机,船舶,以及凡是运用变频电机驱动的装备全都得趴窝。而它是采用IC驱动等各种驱动保护电路,然后利用新型封装技术,最终实现高性能的IGBT芯片。这其中它还将强电流、高压应用和快速终端设备用垂直功率自然进化,达到较低的压降,从而转换成一个低VCE(sat)的能力,以及IGBT的结构,这样就能支持更高的电流密度。

因此,IGBT芯片可以处理的能量和那些处理信息或存储数据的芯片不同。它的主要作用是控制和传输电能,指甲盖般大小的芯片组成的IGBT可以处理6500W以上的超高电压,因此其可以在短短1秒的时间内,实现10万次电流开关动作,从而让高铁飞速行驶。

并且IGBT的基板不仅需要承受超高电压,还要承担当于100台电炉发出来的热量。其中的沟槽栅结构,扩大了元件放置面积,满足了更加智能化、微小化的需求,但增加了散热负担,因此传统的基板更本无法承受。这时碳化硅基板就是它必不可少的重要部件。

碳化硅具有超高的绝缘性,耐击穿电压可高达20KV/mm。同时热导率比传统铝基板热导率1~2W/mk高出好多倍。因此IGBT可根据自身功率的大小灵活选择相应的碳化硅电路板,从而达到散热的目的。并且,碳化硅基板电阻率均小于2.5×10-6Ω.cm,这样高压电流通过时发热就会更小。

所以,在未来更多IGBT模块的应用领域中,都会伴随着碳化硅电路板的出现,给广大用户带来更智能化的体验。


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