IGBT在变频电源中的应用及重要性

IGBT作为目前主流的新型电力电子器件之一，其应用在轨道交通、智能电网、航空航天、电动汽车、新能源装备，以及工业领域（高压大电流场合的交直流电转换和变频控制）等，使用范畴极广，也是上述应用中的核心技术。据相关数据显示，在2020年前，我国IGBT市场一直被国际巨头垄断，约有九成的份额掌握在英飞凌、三菱等海外巨头手中。

什么是IGBT？

IGBT也叫绝缘栅双极型晶体管，是由BJT（双极型三极管）和MOS（绝缘栅型场效应管）组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件, 兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低，载流密度大，但驱动电流较大；MOSFET驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点，驱动功率小而饱和压降低。

IGBT模块是由IGBT（绝缘栅双极型晶体管芯片）与FWD（续流二极管芯片）通过特定的电路桥接封装而成的模块化半导体产品；封装后的IGBT模块直接应用于变频器、UPS不间断电源等设备上。IGBT非常适合应用于直流电压为600V及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模块是由IGBT（绝缘栅双极型晶体管芯片）与FWD（续流二极管芯片）通过特定的电路桥接封装而成的模块化半导体产品；封装后的IGBT模块直接应用于变频器、UPS不间断电源等设备上。

IGBT在变频电源中的作用和原理

变频电源是将市电中的交流电经过AC-DC-AC变换， 输出为纯净的正弦波，输出频率和电压 一定范围内可调。它有别于用于电机调速用的变频器，也有别于普通交流稳压电源。理想的交流电源的特点是频率稳定、电压稳定、内阻等于零、电压波形为纯正弦波（无失真）。变频电源十分接近于理想交流电源，因此，对于发达国家越来越多地将变频电源用作于标准供电电源，以便为用电器提供最优良的供电环境，便于客观考核用电器的技术性能。

IGBT是变频电源内部最核心的重要元器件之一，在内部起着重要的作用。变频电源内部的元器件有很多，都是不可缺少的一部分。IGBT在变频电源中所发挥的作用是将直流变为交流供电机使用， 与其它电力电子器件相比的话，IGBT具有非常高的可靠性、驱动简单、保护容易、不用缓冲电路和开关频率高等特点，鉴于此，开发高电压、大电流、频率高的高压IGBT并将其应用到变频电源中以获得不同频率的电流。

IGBT的开关作用是通过加正向栅极电压形成沟道，给PNP晶体管提供基极电流，使IGBT导通。反之，加反向门极电压消除沟道，切断基极电流，使IGBT关断。IGBT的驱动方法和MOSFET基本相同，只需控制输入极N一沟道MOSFET，所以具有高输入阻抗特性。当MOSFET的沟道形成后，从P+基极注入到N一层的空穴（少子），对N一层进行电导调制，减小N一层的电阻，使IGBT在高电压时，也具有低的通态电压。

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