原创 氮化硅基板应用——新能源汽车核心IGBT

2021-1-28 10:55 387 5 2 分类: PCB

当前,全球新一轮科技革命和产业变革蓬勃发展,汽车与能源、交通、信息通信等领域有关技术加速融合,电动化、网联化、智能化成为汽车产业的发展潮流和趋势。新能源汽车融汇新能源、新材料和互联网、大数据、人工智能等多种变革性技术已成为全球汽车产业转型发展的主要方向和促进世界经济持续增长的重要引擎。

拿新能源车的电机驱动部分来说,最核心的元件就是IGBT。IGBT约占电机驱动系统成本的一半,而电机驱动系统占整车成本的15-20%,也就是说IGBT占整车成本的7-10%,是除电池之外成本第二高的元件,IGBT的质量很大一部分也决定了整车的能源效率。

IGBT全称为绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor),所以它是一个有MOS Gate的BJT晶体管,可以简单理解为IGBT是MOSFET和BJT的组合体。兼有MOSFET的栅极电压控制晶体管(高输入阻抗),又利用了BJT的双载流子达到大电流(低导通压降)的目的 (Voltage-Controlled Bipolar Device)。从而达到驱动功率小、饱和压降低的完美要求,广泛应用于600V以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。

IGBT投入市场这么多年以来,其自身的潜力已经挖掘得差不多了,大家都把精力转移到IGBT的封装上,也就是散热。车用IGBT的散热效率要求比工业级要高得多,逆变器内温度极高,同时还要考虑强振动条件,车规级的IGBT远在工业级之上。电动汽车用IGBT 模块的功率导电端子需要承载数百安培的大电流,对电导率和热导率有较高的要求,车载环境中还要承受一定的振动和冲击力,机械强度要求高。这就不得不提到我们今天的主角,氮化硅基板了。

氮化硅的优点

1、在高温下具有高强度和断裂韧性。

2、散热系数高,热膨胀系数与芯片匹配,同时具有极高的耐热冲击性。

3、使用氮化硅陶瓷基板的设备还能进一步缩小体积,

4、具有极高的耐化学腐蚀性和良好的耐磨性能。

5、斯利通氮化硅陶瓷基板还提供高端的定制化服务。

终上所述,对于车用IGBT,氮化硅是再适合不过的。氮化硅陶瓷电路板可以适应高温高压的工作环境。能及时散去电源系统中的高热量,能适应汽车内部恶劣的环境,保证各大功率负载的正常运行的同时,保护芯片正常工作。延长电子设备的使用周期。节约更多空间,为新能源汽车提供更多可能性。

作者: 斯利通, 来源:面包板社区

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curton 2021-1-28 19:46

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