新能源汽車IGBT模塊中MOS管的關(guān)鍵作用
關(guān)鍵詞： 新能源汽車 IGBT MOS管 電力控制 關(guān)鍵分立器件
行業(yè)背景
隨著新能源汽車技術(shù)的普及，對電力控制系統(tǒng)IGBT的需要也隨之提升，自2020年IGBT全球短缺以來，國產(chǎn)替代IGBT研發(fā)制造興起，目前多數(shù)企業(yè)依賴外購品牌加部分國產(chǎn)替代方案。今天咱們重點講講新能源汽車IGBT中的關(guān)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(gòu)成
IGBT是新能源汽車電力控制系統(tǒng)的核心，作為一種復(fù)合全控型功率半導(dǎo)體器件，是新能源汽車必不可少的一個環(huán)節(jié)。其內(nèi)部集成MOSFET柵極結(jié)構(gòu)和BJT輸出級，核心元件有IGBT芯片、續(xù)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(yōu)勢，廣泛應(yīng)用于高電壓、大電流的能源轉(zhuǎn)換與控制，其中少不了MOS管的作用。
圖片來自網(wǎng)絡(luò)侵刪MOS管在IGBT的應(yīng)用
IGBT本身能承受高電壓和大電流，但是反應(yīng)慢控制費勁，MOS管柵極加壓后導(dǎo)通，可以給內(nèi)部的BJT雙極型晶體管發(fā)信號，就可以以微安級電流控制IGBT，實現(xiàn)低功耗驅(qū)動和降低整體導(dǎo)通壓降（1.5-2.5V）。
MOS管的開關(guān)時間反應(yīng)快（10納秒級），如變頻器快速調(diào)速可以讓IGBT在10-100kHz頻率下工作；MOS導(dǎo)通時，IGBT導(dǎo)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(shù)等方式可優(yōu)化MOS管結(jié)構(gòu)，能讓IGBT關(guān)斷更快，減少漏電流，降低損耗達20%
MOS管的氧化層是絕緣材質(zhì)（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(qū)動電路一旦檢測到MOS管狀態(tài)過壓、過流，就會讓MOS管關(guān)斷，保護IGBT不被燒壞。
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MOS管是IGBT的關(guān)鍵組成部分，有電壓控制、高頻開關(guān)、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(nèi)容：
詳細數(shù)據(jù)可上官網(wǎng)查看
應(yīng)用拓撲圖
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