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  新能源汽车逆变压器之核芯——IGBT工作原理动图           ★★★
新能源汽车逆变压器之核芯——IGBT工作原理动图
作者:佚名 文章来源:本站原创 点击数: 更新时间:2024/3/9 19:47:01

  含量高,对制造设备、工艺技术等等都有极为苛刻的要求,因此,近来在全球范围内掀起了一股“芯片荒”。“芯片荒”不仅影响到了

  IGBT这个词你可能从没听过,但它一直在我们身边默默服务。小到微波炉、变频空调、变频冰箱,大到新能源汽车、高铁,甚至航母的电磁弹射,IGBT都不可或缺。

  IGBT这个词很抽象,我们可以按功能把它理解为电路开关,非通即断。它就像家里的电灯开关,只不过是由电信号控制,能承受几十到几百伏电压、几十到几百安电流的强电,每秒钟开关频率最高可达几万次。 IGBT的雏形是二极管下面我们由浅及深 逐步介绍IGBT有趣的工作原理

  二极管由半导体材料比如硅Si制造出来,Si的价电子层有四个电子,会跟相邻的四个Si原子形成共价健。

  电流的传导需要自由电子,而共价键比较稳定,几乎没有多余电子。聪明的科学家想出一个办法——掺杂。比如用价电子为5的磷P置换Si,自由电子产生了。

  前者被称为N型半导体,后者被称为P型半导体。将N型和P型半导体拼在一起,二极管就诞生了。

  同时因为电子的离开,会使N部分边缘轻微带正电。相反,P部分边缘带负电。产生的内电场(又称势垒)会阻止任何一个电子进一步迁移。

  MOSFET,又简称MOS管,金属(metal)、氧化物(oxide)、半导体(semiconductor)场效应晶体管,一般潜伏在电脑手机中。 MOS管有NPN型和PNP型,被称为N沟道MOS管和P沟道MOS管。和二极管相同,MOS管的N部分、P部分交界处也会产生内电场,阻止电子扩散,此时没有电流。

  接通电源,底部N部分电子向正极移动,空穴向相反方向移动,底部N与P交界处内电场持续增大,即电路断开。

  反向接通电源,在上端的N型半导体与P型半导体交界处,内电场增大,电路依旧处于断开状态。那么,怎么才能让电路接通呢?

  源极与漏极电压不变,栅源加正电压。栅极将P部分电子吸引到绝缘板附近,空穴被填充,此处电位逐渐变化到和两旁N部分相同,于是一条通道打开了。

  “+”意味着更高的自由电子或者空穴密度。从而IGBT在保留MOS管优点的同时,增加了载流能力和抗压能力。 简单来说IGBT的功能和作用就是控制能源的变换和传输。

  外界充电的时候是交流电,需要通过IGBT转变成直流电然后给电池,同时要把220V电压转换成适当的电压以上才能给电池组充电。 电池放电的时候,把通过IGBT把直流电转变成交流电机使用的交流电,同时起到对交流电机的变频控制,当然变压是必不可少的。IGBT是功率半导体器件,可以说是电动车的的核心技术之一,IGBT的好坏直接影响电动车功率的释放速度。

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