http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-14 20:50:09 來源:中華機械網
一種新型器件的誕生往往使整個裝置係統麵貌發生巨大改觀,促進電力電子技術向前發展。自1957年第一個晶閘管問世以來,經過40多年的開發和研究,已推出可關斷晶閘管(GTO),絕緣柵雙極晶體管(IGBT)等40多種電力半導體器件,目前正沿著高頻化、大功率化、智能化和模塊化的方向發展,本文將簡要介紹模塊化發展趨勢。
所謂模塊,最初定義是把兩個或兩個以上的電力半導體芯片按一定電路聯成,用RTV、彈性矽凝膠、環氧樹脂等保護材料,密封在一個絕緣的外殼內,並與導熱底板絕緣而成。自上世紀70年代SemikronNurmbeg把模塊原理(當時僅限於晶閘管和整流二極管)引yin入ru電dian力li電dian子zi技ji術shu領ling域yu以yi來lai,因yin此ci模mo塊kuai化hua就jiu受shou到dao世shi界jie各ge國guo電dian力li半ban導dao體ti公gong司si的de重zhong視shi,開kai發fa和he生sheng產chan出chu各ge種zhong內nei部bu電dian聯lian接jie形xing式shi的de電dian力li半ban導dao體ti模mo塊kuai,如ru晶jing閘zha管guan、整流二極管、雙向晶閘管、逆導晶閘管、光控晶閘管、可關斷晶閘管、電力晶體管(GTR)、MOS可控晶閘管(MCT)、電力MOSFET以及絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)等模塊,使模塊技術得到蓬勃發展,在器件中所占比例越來越大。
據美國在上世紀90年代初統計,在過去十幾年內,300A以下的分立晶閘管、整流二極管以及20A以上達林頓晶體管市場占有量已由90%降到20%,而上述器件的模塊卻由10%上升到80%,可見模塊發展之快。
隨著MOS結構為基礎的現代半導體器件研發的成功,亦即用電壓控製、驅動功率小、控製簡單的IGBT、電力MOSFET、MOS控製晶閘管(MCT)和MOC控製整流管(MCD)的出現,開發出把器件芯片與控製電路、驅動電路、過壓、過流、過熱和欠壓保護電路以及自診斷電路組合,並密封在同一絕緣外殼內的智能化電力半導體模塊,即IPM。
為了更進一步提高係統的可靠性,適應電力電子技術向高頻化、小型化、模塊化發展方向,有些製造商在IPM的基礎上,增加一些逆變器的功能,將逆變器電路(IC)的所有器件都以芯片形式封裝在一個模塊內,成為用戶專用電力模塊(ASPM),使之不再有傳統引線相連,而內部連線采用超聲焊、熱壓焊或壓接方式相連,使寄生電感降到最小,有利於裝置高頻化。一台7.5KW的電機變頻裝置,其中ASPM隻有600×400×250(mm)nameda,erkexideshi,zhezhongyonghuzhuanyongdianlimokuaikeanyingyongdianludebutongerjinxingercisheji,youhendadeyingyonglinghuoxing。danzaijishushangyaobaluojidianpingweijifu、幾毫安的集成電路IC與幾百安、幾千伏的電力半導體器件集成在同一芯片上是非常困難的。雖然目前已有1.5KW以下的ASPM出售,但要做大功率的ASPM,還需要解決一係列的問題,因此迫使人們采用混合封裝形式來製造適用於各種場合的集成電力電子模塊(IPEM),IPEM為新世紀電力電子技術的發展開了新途徑。