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Explication détaillée de la technologie des puces IGBT : pourquoi est-elle appelée la « technologie de base » dans le domaine des véhicules électriques
2022-03-17 1104

Il existe différents types de puces. Aujourd'hui, je voudrais vous présenter un type d'IGBT (transistor bipolaire à grille isolée), étroitement lié à notre quotidien. Cette puce est largement utilisée dans les véhicules électriques. 
   
L'IGBT est une puce utilisée pour le contrôle de sortie du moteur à courant alternatif des véhicules électriques, des locomotives ferroviaires et des unités multiples. L'IGBT contrôle directement la conversion entre le courant continu et le courant alternatif, ce qui détermine le couple du système d'entraînement et la puissance de sortie maximale. Ainsi, la capacité d’accélération, la vitesse de pointe et l’efficacité énergétique de votre voiture en dépendent toutes. L'IGBT représente environ la moitié du coût du système d'entraînement du moteur, soit 5 % du coût total du véhicule, et il s'agit du deuxième composant le plus cher de l'ensemble du véhicule électrique (le premier coût le plus élevé étant la batterie). Il n’est pas exagéré de dire qu’il s’agit de la « technologie de base » dans le domaine des véhicules électriques. Structurellement, l'IGBT a trois directions de développement principales : 1. Structure verticale de l'IGBT : type NPT avec collecteur non transparent, type PT avec couche tampon, type NPT avec collecteur transparent et type de coupure de champ électrique FS ; 2. Structure de grille IGBT : mécanisme de grille planaire et structure de tranchée ; 3. Technologie de traitement des plaquettes de silicium : technologie de croissance épitaxiale, monocristal de silicium à fusion de zone ; Selon la technologie d'emballage, les modules IGBT peuvent être divisés en deux types : type de soudage et type de sertissage. En général, les modules IGBT haute tension sont principalement conditionnés par soudure standard, tandis que les modules IGBT moyenne et basse tension disposent de nombreuses nouvelles technologies, telles que la soudure par frittage et la liaison par fils par contact sous pression. Avec le développement continu de la technologie des puces IGBT, la température de jonction de travail la plus élevée et la densité de puissance de la puce augmentent constamment, et la technologie des modules IGBT doit également s'y adapter. À l'avenir, la technologie des modules IGBT sera améliorée autour du « soudage et de la fixation de l'arrière de la puce » et de « l'interconnexion des électrodes avant ». Principaux domaines d'application de l'IGBT En tant que dispositif principal des nouveaux dispositifs semi-conducteurs de puissance, l'IGBT a été largement utilisé dans les domaines industriels traditionnels tels que l'industrie, le 4C (communication, informatique, électronique grand public, électronique automobile), l'aérospatiale, ainsi que dans les domaines industriels émergents stratégiques tels que le transport ferroviaire, les nouvelles énergies, les réseaux intelligents et les véhicules à nouvelles énergies. 1. Le module IGBT du véhicule à énergie nouvelle joue un rôle essentiel dans le véhicule électrique et constitue le composant technique principal du véhicule électrique et de la borne de recharge. Les modules IGBT représentent près de 10 % du coût des véhicules électriques et environ 20 % du coût des bornes de recharge. L'IGBT est principalement utilisé dans les aspects suivants dans le domaine des véhicules électriques : a) le système de contrôle électrique entraîne le moteur de l'automobile après l'onduleur CC/CA haute puissance ; B) l'onduleur à courant continu/courant alternatif (CC/CA) de faible puissance du système de contrôle de climatisation embarqué, utilisant l'IGBT et le FRD ; avec un faible courant ; C) le module IGBT dans la pile de charge intelligente de la pile de charge est utilisé comme élément de commutation ; 2. L'IGBT du réseau intelligent est largement utilisé dans la production d'énergie, la transmission, la transformation et la consommation d'énergie du réseau intelligent. Du côté de la production d'énergie, les modules IGBT sont nécessaires pour les redresseurs et les onduleurs dans la production d'énergie éolienne et photovoltaïque. Du côté de la transmission, la technologie de transmission flexible FACTS dans la transmission UHVDC nécessite un grand nombre de dispositifs d'alimentation tels que l'IGBT. Du côté des sous-stations, l'IGBT est le dispositif clé du transformateur électronique de puissance (PET). Du côté de la consommation d'énergie, il existe une forte demande d'IGBT pour l'électricité blanche domestique, les fours à micro-ondes, les pilotes d'éclairage LED, etc. 3. Les dispositifs IGBT du transport ferroviaire sont devenus les principaux dispositifs électroniques de puissance pour les convertisseurs de traction et divers convertisseurs auxiliaires des véhicules de transport ferroviaire. La technologie d’entraînement à courant alternatif est l’une des technologies de base du transport ferroviaire moderne. Dans un système d'entraînement à courant alternatif, le convertisseur de traction est un composant clé, et l'IGBT est l'un des composants essentiels de ce convertisseur.


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