电动汽车里的IGBT和逆变器是如何工作的？

导读：IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，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。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模块具有节能、安装维修方便、散热稳定等特点；当前市场上销售的多为此类模块化产品，一般所说的IGBT也指IGBT模块；随着节能环保等理念的推进，此类产品在市场上将越来越多见；

IGBT是能源变换与传输的核心器件，俗称电力电子装置的“CPU”，作为国家战略性新兴产业，在轨道交通、智能电网、航空航天、电动汽车与新能源装备等领域应用极广。

作为基本的物理学常识，我们知道：

电动汽车里的动力电池Pack输出的电是直流电，而驱动汽车运动的电机里的电流是三相交流电。

那么问题来了，动力电池Pack里的直流电是如何转为三相交流电，最后变成汽车行驶所用的机械能呢？

这个时候一个叫做逆变器的工业产品出现了。

下图：Tesla Model S 双电机的逆变器

下图：Tesla Model S 双电机逆变器的爆炸图

其中：

①：Control board ；

②：Aluminium shield

③：Phase current sensor ferrite ring；

④：Gate driver board ；

⑤：Phase busbars ；

⑥：Heat sinks ；

⑦：TO-247 package IGBTs ；

⑧：IGBT clips ；

⑨：DC-link capacitors

而IGBT则是逆变器里的核心电子器件，重要性类似电脑里的CPU。

IGBT：(Insulated Gate Bipolar Transistor)，绝缘栅双极型晶体管。

较为典型的IGBT模块：

全球IGBT的主要制造商：

可以看出目前IGBT主要被德国，美国和日本人所掌控。