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新能源汽車IGBT模塊中MOS管的關鍵作用

2025-03-25 來源: 作者:廣東合科泰實業有限公司 原創文章
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關鍵詞: 新能源汽車 IGBT MOS管 電力控制 關鍵分立器件

行業背景

隨著新能源汽車技術的普及,對電力控制系統IGBT的需要也隨之提升,自2020年IGBT全球短缺以來,國產替代IGBT研發制造興起,目前多數企業依賴外購品牌加部分國產替代方案。今天咱們重點講講新能源汽車IGBT中的關鍵分立器件——MOS管,到底是如何促進IGBT的電力控制。  

新能源汽車的IGBT構成

IGBT是新能源汽車電力控制系統的核心,作為一種復合全控型功率半導體器件,是新能源汽車必不可少的一個環節。其內部集成MOSFET柵極結構和BJT輸出級,核心元件有IGBT芯片、續流二極管FWD、DBC基板、散熱基板等。IGBT有著高耐壓、大電流、低損耗、可靠性等性能優勢,廣泛應用于高電壓、大電流的能源轉換與控制,其中少不了MOS管的作用。

圖片來自網絡侵刪


MOS管在IGBT的應用

MOS管是IGBT的關鍵組成部分,有電壓控制、高頻開關、電氣隔離三大核心功能,在IGBT里扮演“指揮官&保鏢”的角色,詳情可見以下內容:
1、遙控開關:柵極控制與電壓驅動
  • IGBT本身能承受高電壓和大電流,但是反應慢控制費勁,MOS管柵極加壓后導通,可以給內部的BJT雙極型晶體管發信號,就可以以微安級電流控制IGBT,實現低功耗驅動和降低整體導通壓降(1.5-2.5V)。
2、提速與省電:快速開關與高頻特性
  • MOS管的開關時間反應快(10納秒級),如變頻器快速調速可以讓IGBT在10-100kHz頻率下工作;MOS導通時,IGBT導通壓降降低至1.5-2.5V,比直接用BJT還省電。通過微溝槽技術等方式可優化MOS管結構,能讓IGBT關斷更快,減少漏電流,降低損耗達20%
3、安全防護:隔離與保護功能
  • MOS管的氧化層是絕緣材質(如SiO?),可以提供高輸入阻抗(10?Ω以上),把低壓端的控制電路和IGBT的高壓端隔離開來,避免短路漏電。而智能驅動電路一旦檢測到MOS管狀態過壓、過流,就會讓MOS管關斷,保護IGBT不被燒壞。

圖片來自網絡侵刪

MOS管在IGBT的應用

MOS管是IGBT的關鍵組成部分,有電壓控制、高頻開關、電氣隔離三大核心功能,在IGBT里扮演“指揮官&保鏢”的角色,詳情可見以下內容:

詳細數據可上官網查看

應用拓撲圖

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