Đường dây nóng dịch vụ
Giải thích chi tiết về công nghệ chip IGBT: tại sao gọi là “công nghệ cốt lõi” trong lĩnh vực xe điện
2022-03-17
1104
Có nhiều loại chip khác nhau. Hôm nay, tôi muốn giới thiệu một loại IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), có liên quan mật thiết đến cuộc sống của chúng ta. Chip này được sử dụng rộng rãi trong xe điện.
IGBT là một con chip được sử dụng để điều khiển đầu ra của động cơ AC của xe điện, đầu máy xe lửa và nhiều thiết bị khác. IGBT điều khiển trực tiếp quá trình chuyển đổi giữa dòng điện một chiều và dòng điện xoay chiều, từ đó xác định mô-men xoắn của hệ thống truyền động và công suất đầu ra tối đa. Vì vậy, khả năng tăng tốc, tốc độ tối đa và hiệu quả sử dụng năng lượng của ô tô đều phụ thuộc vào nó. IGBT chiếm khoảng một nửa chi phí của hệ thống truyền động động cơ, chiếm 5% tổng chi phí của toàn bộ xe và là thành phần đắt thứ hai của toàn bộ xe điện (thành phần có chi phí cao thứ nhất là pin). Không quá lời khi nói rằng đây là “công nghệ cốt lõi” trong lĩnh vực xe điện. Về mặt cấu trúc, IGBT có ba hướng phát triển chính: 1. Cấu trúc theo chiều dọc của IGBT: Loại NPT có bộ thu không trong suốt, loại PT có lớp đệm, loại NPT có bộ thu trong suốt và loại cắt điện trường FS; 2. Cấu trúc cổng IGBT: cơ cấu cổng phẳng và cấu trúc rãnh; 3. Công nghệ chế tạo wafer silicon: công nghệ tăng trưởng epitaxial, tinh thể silicon nóng chảy theo vùng; Theo công nghệ đóng gói, mô-đun IGBT có thể được chia thành hai loại: loại hàn và loại uốn. Nhìn chung, các mô-đun IGBT điện áp cao chủ yếu được đóng gói bằng phương pháp hàn tiêu chuẩn, trong khi các mô-đun IGBT điện áp trung bình và thấp có nhiều công nghệ mới, chẳng hạn như hàn bằng phương pháp thiêu kết và liên kết dây bằng phương pháp tiếp xúc áp suất. Với sự phát triển liên tục của công nghệ chip IGBT, nhiệt độ tiếp xúc làm việc cao nhất và mật độ công suất của chip không ngừng tăng lên và công nghệ mô-đun IGBT cũng phải thích ứng với điều đó. Trong tương lai, công nghệ mô-đun IGBT sẽ được cải tiến xung quanh việc "hàn và cố định mặt sau của chip" và "kết nối các điện cực phía trước". Các lĩnh vực ứng dụng chính của IGBT Là thiết bị chủ đạo của các thiết bị bán dẫn công suất mới, IGBT đã được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực công nghiệp truyền thống như công nghiệp, 4C (truyền thông, máy tính, điện tử tiêu dùng, điện tử ô tô), hàng không vũ trụ, cũng như các lĩnh vực công nghiệp mới nổi mang tính chiến lược như vận tải đường sắt, năng lượng mới, lưới điện thông minh và xe năng lượng mới. 1. Mô-đun IGBT của xe năng lượng mới đóng vai trò quan trọng trong xe điện và là thành phần kỹ thuật cốt lõi của xe điện và trạm sạc. Các mô-đun IGBT chiếm gần 10% chi phí của xe điện và khoảng 20% chi phí của trạm sạc. IGBT chủ yếu được sử dụng trong các khía cạnh sau trong lĩnh vực xe điện: a) Hệ thống điều khiển điện điều khiển động cơ ô tô sau bộ biến tần DC/AC công suất cao; B) Bộ biến tần một chiều/xoay chiều (DC/AC) công suất thấp của hệ thống điều khiển điều hòa không khí gắn trên xe, sử dụng IGBT và FRD; với dòng điện thấp; C) Mô-đun IGBT trong cọc sạc thông minh của cọc sạc được sử dụng làm phần tử chuyển mạch; 2. IGBT lưới điện thông minh được sử dụng rộng rãi ở khâu phát điện, truyền tải, biến đổi và tiêu thụ điện của lưới điện thông minh. Về mặt phát điện, các mô-đun IGBT được yêu cầu cho bộ chỉnh lưu và biến tần trong phát điện gió và phát điện quang điện. Về mặt truyền tải, công nghệ truyền tải linh hoạt FACTS trong truyền tải UHVDC cần một số lượng lớn các thiết bị điện như IGBT. Về phía trạm biến áp, IGBT là thiết bị chính của máy biến áp điện tử công suất (PET). Về mặt tiêu thụ điện năng, nhu cầu về IGBT cho điện gia dụng, lò vi sóng, bộ điều khiển đèn LED, v.v. rất lớn. 3. Thiết bị IGBT vận chuyển đường sắt đã trở thành thiết bị điện tử công suất chính cho bộ biến đổi lực kéo và nhiều bộ biến đổi phụ trợ khác của phương tiện vận chuyển đường sắt. Công nghệ truyền động AC là một trong những công nghệ cốt lõi của hệ thống đường sắt hiện đại. Trong hệ thống truyền động AC, bộ biến đổi lực kéo là thành phần chính và IGBT là một trong những thành phần cốt lõi của bộ biến đổi lực kéo.
IGBT là một con chip được sử dụng để điều khiển đầu ra của động cơ AC của xe điện, đầu máy xe lửa và nhiều thiết bị khác. IGBT điều khiển trực tiếp quá trình chuyển đổi giữa dòng điện một chiều và dòng điện xoay chiều, từ đó xác định mô-men xoắn của hệ thống truyền động và công suất đầu ra tối đa. Vì vậy, khả năng tăng tốc, tốc độ tối đa và hiệu quả sử dụng năng lượng của ô tô đều phụ thuộc vào nó. IGBT chiếm khoảng một nửa chi phí của hệ thống truyền động động cơ, chiếm 5% tổng chi phí của toàn bộ xe và là thành phần đắt thứ hai của toàn bộ xe điện (thành phần có chi phí cao thứ nhất là pin). Không quá lời khi nói rằng đây là “công nghệ cốt lõi” trong lĩnh vực xe điện. Về mặt cấu trúc, IGBT có ba hướng phát triển chính: 1. Cấu trúc theo chiều dọc của IGBT: Loại NPT có bộ thu không trong suốt, loại PT có lớp đệm, loại NPT có bộ thu trong suốt và loại cắt điện trường FS; 2. Cấu trúc cổng IGBT: cơ cấu cổng phẳng và cấu trúc rãnh; 3. Công nghệ chế tạo wafer silicon: công nghệ tăng trưởng epitaxial, tinh thể silicon nóng chảy theo vùng; Theo công nghệ đóng gói, mô-đun IGBT có thể được chia thành hai loại: loại hàn và loại uốn. Nhìn chung, các mô-đun IGBT điện áp cao chủ yếu được đóng gói bằng phương pháp hàn tiêu chuẩn, trong khi các mô-đun IGBT điện áp trung bình và thấp có nhiều công nghệ mới, chẳng hạn như hàn bằng phương pháp thiêu kết và liên kết dây bằng phương pháp tiếp xúc áp suất. Với sự phát triển liên tục của công nghệ chip IGBT, nhiệt độ tiếp xúc làm việc cao nhất và mật độ công suất của chip không ngừng tăng lên và công nghệ mô-đun IGBT cũng phải thích ứng với điều đó. Trong tương lai, công nghệ mô-đun IGBT sẽ được cải tiến xung quanh việc "hàn và cố định mặt sau của chip" và "kết nối các điện cực phía trước". Các lĩnh vực ứng dụng chính của IGBT Là thiết bị chủ đạo của các thiết bị bán dẫn công suất mới, IGBT đã được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực công nghiệp truyền thống như công nghiệp, 4C (truyền thông, máy tính, điện tử tiêu dùng, điện tử ô tô), hàng không vũ trụ, cũng như các lĩnh vực công nghiệp mới nổi mang tính chiến lược như vận tải đường sắt, năng lượng mới, lưới điện thông minh và xe năng lượng mới. 1. Mô-đun IGBT của xe năng lượng mới đóng vai trò quan trọng trong xe điện và là thành phần kỹ thuật cốt lõi của xe điện và trạm sạc. Các mô-đun IGBT chiếm gần 10% chi phí của xe điện và khoảng 20% chi phí của trạm sạc. IGBT chủ yếu được sử dụng trong các khía cạnh sau trong lĩnh vực xe điện: a) Hệ thống điều khiển điện điều khiển động cơ ô tô sau bộ biến tần DC/AC công suất cao; B) Bộ biến tần một chiều/xoay chiều (DC/AC) công suất thấp của hệ thống điều khiển điều hòa không khí gắn trên xe, sử dụng IGBT và FRD; với dòng điện thấp; C) Mô-đun IGBT trong cọc sạc thông minh của cọc sạc được sử dụng làm phần tử chuyển mạch; 2. IGBT lưới điện thông minh được sử dụng rộng rãi ở khâu phát điện, truyền tải, biến đổi và tiêu thụ điện của lưới điện thông minh. Về mặt phát điện, các mô-đun IGBT được yêu cầu cho bộ chỉnh lưu và biến tần trong phát điện gió và phát điện quang điện. Về mặt truyền tải, công nghệ truyền tải linh hoạt FACTS trong truyền tải UHVDC cần một số lượng lớn các thiết bị điện như IGBT. Về phía trạm biến áp, IGBT là thiết bị chính của máy biến áp điện tử công suất (PET). Về mặt tiêu thụ điện năng, nhu cầu về IGBT cho điện gia dụng, lò vi sóng, bộ điều khiển đèn LED, v.v. rất lớn. 3. Thiết bị IGBT vận chuyển đường sắt đã trở thành thiết bị điện tử công suất chính cho bộ biến đổi lực kéo và nhiều bộ biến đổi phụ trợ khác của phương tiện vận chuyển đường sắt. Công nghệ truyền động AC là một trong những công nghệ cốt lõi của hệ thống đường sắt hiện đại. Trong hệ thống truyền động AC, bộ biến đổi lực kéo là thành phần chính và IGBT là một trong những thành phần cốt lõi của bộ biến đổi lực kéo.
Khuyến nghị liên quan
Phỏng vấn độc quyền với Li Gang của Yunfan Ruida: Độ chính xác của sản phẩm radar sóng milimét và lòng nhân ái
2026-07-22
3637
Hẹn gặp lại năm sau! | Tóm tắt những điểm nổi bật của Slkor tại electronica China 2026
2026-07-14
3110




粤公网安备44030002007346号