国产IGBT的主要优势及实战应用方案

发布时间：2024-03-29 阅读量：1539 来源: 我爱方案网作者: bebop

摘要：在高密度电源和大电流驱动应用中，工程师通常会选择IGBT功率器件，IGBT具有击穿电压高，可提供更高的点火电压;阈值电压VTH低，可兼容逻辑电平，使驱动电路更简单，降低系统成本;饱和压降VCE(（SAT）低，可减小IGBT导通损耗，降低器件工作温升；自钳位开关能量ESCIS和自钳位开关电流ISCIS耐受能力强等特点。我爱方案网成功地配合上海贝岭在高压的充电桩、高铁、地铁、轻轨等领域导入IGBT，并形成一批实战方案。今天介绍600V以上高压IGBT的DI项目。

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上海贝岭是国内领先的集成电路研发企业，具备独立的MOSFET和IGBT芯片设计能力，掌握屏蔽栅功率MOSFET、超级结功率MOSFET、IGBT等器件技术。

公司持续推进高端MOSFET、IGBT的开发和产业化，已推出先进的屏蔽栅功率MOSFET、超级结功率MOSFET和IGBT产品，拥有覆盖30V~1500V电压范围、10A~150A电流范围的多款细分型号，部分产品的参数性能与国外一线品牌同类产品基本相当，公司中压功率MOSFET完成屏蔽栅技术开发，相关产品已成功导入终端客户并实现量产，公司IGBT产品完成Trench FS技术开发，已在汽车点火系统、车载空调等终端实现设计导入，并开始量产，其他多功率产品已经陆续进入功率电源、电机控制和锂电保护等市场。

贝岭大电流驱动型IGBT：BLG40T120

针对三相逆变焊机的普遍需求，上海贝岭推出了型号为BLG40T120的1200V/40A高速IGBT器件。该器件具有开关速度快、关断损耗小等特点，可满足客户大功率和高效率设计要求。目前，该IGBT产品已在国内部分焊机客户批量使用。

应用场景：

三相逆变焊机、空调PTC

产品特点/优势：

1.上海贝岭1200V/40A IGBT产品BLG40T120采用了沟槽栅场终止结构和特殊工艺控制，优化了VCE(on)和Eoff参数，提升了产品的可靠性。

2.BLG40T120具有较小的寄生电容，保证了器件有更高的开关速度。

3.BLG40T120具有较小的IGBT器件关断损耗和通态损耗，搭配正向压降较低的续流二极管，显著减小了器件的总损耗。开关损耗的减小可间接提高开关频率。

4.BLG40T120具有较低的Qg ，有助于降低对栅极驱动的功率能力的要求，更易驱动。

贝岭电机驱动用IGBT:BLG15T65

针对中小功率电机驱动系统具体要求，上海贝岭推出了新的650V 15AIGBT产品BLG15T65以及。通过改善Vce-Eoff的折中性能，实现了低Vce(on)和高可靠性，降低了IGBT器件通态损耗。市场工业缝纫机驱动器主流方案拆解后如图3所示。

市场主流工业缝纫机驱动器

应用场景：

工业缝纫机、园林水泵，充电机，变频器，逆变器，焊机等。

产品特点/优势：

1.BLG15T65有更低的导通压降Vce（sat），可显著降低器件工作时通态损耗。

2.BLG15T65具有较小的寄生电容，这保证了器件有更高的开关速度，可以适应更高的开关频率和较低的开关损耗（Eon/Eoff）。

3.BLG15T65较低的Qg 也有助于降低对栅极驱动的功率能力的要求，驱动更容易。

4.BLG15T65在开关损耗和通态损耗都有较好表现，真实应用中替换竞品后温升效果会有明显改善。

另外，上海贝岭650V产品比较齐全，除了15A之外，还有20A/30A/40A/50A/60A/75A等不同电流规格的IGBT产品可选。

贝岭燃油发动机点火器IGBT：BLG3040,BLQG3043,BLQG3040A

目前燃油发动机和汽车发动机的点火器主要采用“插接式”线圈，消除高压接线，并集成绝缘栅双极型晶体管(IGBT)器件及其驱动电路，使汽车点火系统更加紧凑和简单。

BLG3040,BLQG3043,BLQG3040A是上海贝岭推出的400V 300mJ燃油、汽车点火IGBT产品，具有自钳位功能，低导通压降，高钳位能量以及ESD保护功能，可应用于燃油发动机点火控制器。

应用场景：

燃油发动机点火控制器，线圈接通插头应用

产品特点/优势：

1.击穿电压高，可提供更高的点火电压；

2.阈值电压VTH低，可兼容逻辑电平，使驱动电路更简单，降低系统成本；

3.饱和压降VCE(SAT) 低，可减小IGBT导通损耗，降低器件工作温升；

4.自钳位开关能量ESCIS和自钳位开关电流ISCIS耐受能力强；

5.产品的温升表现优于主流厂商产品

6.严格按照汽车行业分立半导体器件可靠性标准AEC-Q101进行了可靠性认证

IGBT常见应用场景

功率半导体分立器件IGBT的应用十分广泛，几乎覆盖了所有的电子制造业，传统应用领域包括消费电子、网络通信、工业电机等。近年来，新能源汽车及充电系统、轨道交通、智能电网、新能源发电、航空航天及武器装备等也逐渐成为了功率半导体分立器件的新兴应用领域。

❖ 消费电子：用于各种电子装置的电源及充电系统、功率半导体照明电源、家用电器变频器等。

❖ 工业电机：工业中需大量应用交直流电机，为其供电的可控整流电源或直流斩波电源、电机的变频驱动系统的核心器件。

❖ 汽车电子及充电系统：传统汽车的电源、照明等系统；新能源汽车的充电桩(器)、变流器、逆变器等应用。

❖ 轨道交通：直流机车中的整流装置，交流机车中的变频装置，高铁、动车、磁悬浮列车等轨道交通的直流斩波器，新能源汽车的电力变换系统、驱动控制系统与电池充电系统，以及各种车辆、飞机、船舶中的电源系统。

❖ 新能源发电/智能电网：光伏逆变、风力发电、太阳能发电、地热能发电、生物能和燃料电池发电系统中的逆变器、变流器等装置中。智能电网电力传输中的直流输电、柔性交流输电、无功补偿技术、谐波抑制技术以及防止电网瞬时停电、瞬时电压跌落、闪变等提高供电质量的技术。

❖ 航空航天：第三代半导体器件超强的抗辐照能力，在航空航天方面有着绝对的应用优势。

❖ 武器装备：电磁打火装置，远程导弹、雷达、电磁弹射系统的电源系统中。

结语：

历经多年，作为功率器件的重要一脉，IGBT在高压应用中的地位至今还没有其他器件可以取代，下游应用市场也从消费电子拓展到工控，并瞄准光伏需求，国内厂商基于本土优势，售价较海外可降低20%左右，拥有价格优势，在产能不缺的情况下，将进入加快国产替代的增长阶段。

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