英飛凌IGBT在能源轉換設備如逆變器中的應用

2010年10月22日 22:18:09人氣：3280來源：上海九禮川貿易有限公司

隨著世界各地的政府致力于提高可再生能源在zui終能源消耗中的份額，可再生能源資源有明顯的增長。但是，能源轉換設備如逆變器不斷把效率推向極限，對工程實現造成不少挑戰。例如，交流太陽能逆變器除了因為采用沒有經過優化的功率器件，而造成大的開關及通態耗損之外，還要面對重量和成本的問題。本屆論壇演講嘉賓IR公司正在關注這些技術挑戰，其600V IGBT系列可以在不間斷電源（UPS）和太陽能逆變器應用中，在高達3kW功率下，減少多達30%的功耗。這些新款的針對應用設計的器件，采用IR的場終止溝道技術來降低通態損耗和開關耗損，優化了20kHz開關，并降低了短路要求，提高了UPS和太陽能逆變器應用的功率轉換效率。

與太陽能相比，風電是一種更加不穩定的能源，風的強度每分種都在變化，一天中風力也不一樣，在一年四季中可能會面臨高溫、低溫以及颶風。作為風能的變換和控制關鍵器件，IGBT模塊會承受功率和溫度的頻繁變化，這會使IGBT壽命縮短。IEC60747定義了相關壽命參數，即功率周次和溫度周次，這是IGBT模塊的重要可靠性指標。

作為綠色能源領域的*，英飛凌公司一直致力于IGBT模塊功率密度的提高。憑借十多年來在機車牽引中的IGBT模塊經驗，借助于第四代IGBT4芯片技術和對模塊工藝的改進，其zui高工作結溫從125度提高到了150度，使得系統能效比有顯著提高，IGBT的壽命也大大增加，以滿足風力發電和電動汽車等新應用領域需求。目前采用IGBT4芯片的英飛凌的IGBT模塊功率周次比上一代產品在相同的工作條件下提高了5倍，新的封裝形式如PrimePack™ 溫度周次提高了7倍。

圖1：英飛凌的PrimePack™ IGBT模塊溫度周次提高了7倍，非常適合風電應用。

除了為風電市場提供IGBT產品，英飛凌也有功能完善的系統組件STACK 產品，包括IGBT模塊、驅動保護、濾波電容、直流母線、散熱器等一系列逆變器功率單元。目前他們已成功地將這一產品引進中國，使得中國風電廠商自主逆變器開發速度大大提高，解決了風電供應鏈上zui大的瓶頸。

新型元器件應用大行其道——節能減排大勢所趨

除了可再生能源應用，實現節能減排的“綠色”電子應用還包括節能交通、智能電網建設、普通電子產品的節能降耗等。這所有應用中，各種新型的IC、元器件、模塊和配件將扮演重要的角色，它們都可以通過提高性能來推動節能減排。

德國伊薩拜棱輝特霍伊斯勒有限公司是一家具有五百多年歷史的公司，擁有出色的電流電壓檢測、測量器件，可適用于極廣的溫度范圍，為太陽能、風能基站提供高度的超小型電流檢測應用。該公司還擁有屬于世界上的高功率馬達驅動、DC-DC轉換器及低阻值精密的功率電阻，可為苛求安全穩定的混合動力汽車系統帶來穩固保障。該公司將在本屆論壇上帶來“電力電子中精密電流測量的新方法”的主題演講。

在演講中，rer.nat. Ullrich Hetzler博士會提出一種新的分流技術，為1至5000A范圍的電流實現低成本、極低阻值、高品質的分流。這種技術開辟了16位、0.1％、100kHz、TC10電流檢測器的新天地。他還會詳細介紹針對太陽能和風能發電站、高功率電機驅動、DC-DC轉換器和像燃油噴射、動力轉向和電動和混合動力汽車中的蓄電池電源管理等各種汽車應用的電流檢測解決方案。

作為世界的電氣保護專家，法雷肖馬特一方面對可再生能源發電能夠提供一攬子產品，以保護發電系統免受故障電流、浪涌、過熱問題的損害；另一方面，還可保護UPS、動力系統和軟啟動器，這都有助于節約能源。本屆論壇上，法雷肖馬特專家的演講主題是“太陽能光伏發電系統的電氣保護”，將探討有關太陽能光伏發電場安全運行的關鍵問題以及他們對于保護太陽能發電場電氣設備的解決方案，并演示基本的保護概念，對如何選擇zui合適的保護方案進行指導。聽眾還將分享到該公司在歐洲的成功經驗和一些項目開展情況。

圖2：法雷肖馬特針對可再生能源發電的兩大成功產品：半導體熔斷器（左）和水冷盤（右）。

法雷肖馬特廣泛涉足風能、太陽能光伏發電、核能發電甚至電能存儲行業，兩個成功的產品系列就是半導體熔斷器和水冷盤。其半導體熔斷器符合zui高的行業標準，并擁有可靠的性能，憑借其保護功能，風輪機或太陽能發電場功率轉換設備在運行期間保證安全。水冷盤將有助于半導體元器件控制過熱和發熱破壞，采用了定制的設計和的材料及制造工藝。

隨著中國的城市發展速度加快，輕軌交通正越來越被政府部門納入城市建設的議事日程，因此，電力機車、高速動車組和地鐵車輛的需求將大幅度增加。上述車輛使用的主牽引變流器及輔助變流器為高壓IGBT模塊帶來了高速增長的機遇。在電動汽車和混合動力汽車領域，中國“十城千輛”計劃已于2009年2月啟動，IGBT是發電機和馬達驅動的關鍵器件。另外，無速度傳感器輕軌機車交流牽引控制系統的開發對此也是一項促進。

混合和電動車輛的替代性驅動技術無疑是未來功率器件應用的必然的新興市場領域。新能源汽車已經成為汽車工業的發展趨勢。越來越多的廠商在這一領域投入更大的資源，希望獲得更大的回報。

英飛凌的HybridPACK1和HybridPACK2的IGBT模塊就是專為節能減排的HEV和EV而開發的。目前英飛凌和中國主要車廠都有項目正在進行，而主要的HEV配套廠，特別是電機驅動部分，都采用了英飛凌的功率模塊。英飛凌的專家將就“功率半導體器件的開發趨勢——高能效的實現技術”與會聽眾做一番交流。

參與本屆論壇主題演講的另一家重要廠商威世（Vishay）也與汽車制造商合作研制出了新型電動汽車，這款計劃于2010年發布的電動汽車采用了Vishay的固態繼電器、功率MOSFET、厚膜功率電阻、厚膜貼片式電阻、多層陶瓷貼片式（MLCC）電容器和其他Vishay器件。Vishay正與很多客戶在替代能源領域展開合作，其在以上提到的太陽能、風能及混合動力汽車領域都擁有自己的獨到方案及器件。Vishay在本次論壇上的演講主題也將圍繞提高能效——“在多相DC-DC轉換中輕松實現>90% 的效率”。

關鍵詞：逆變器太陽能逆變器功率器件 IGBT 不間斷電源

上一篇：泵（隔膜式計量泵）如何運轉和維護

下一篇：調節閥常見的部位故障的原因

全年征稿/資訊合作 聯系郵箱：1271141964@qq.com

免責聲明

凡本網注明"來源：智能制造網"的所有作品，版權均屬于智能制造網，轉載請必須注明智能制造網，http://www.xksjj.com。違反者本網將追究相關法律責任。
企業發布的公司新聞、技術文章、資料下載等內容，如涉及侵權、違規遭投訴的，一律由發布企業自行承擔責任，本網有權刪除內容并追溯責任。
本網轉載并注明自其它來源的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網贊同其觀點或證實其內容的真實性，不承擔此類作品侵權行為的直接責任及連帶責任。其他媒體、網站或個人從本網轉載時，必須保留本網注明的作品來源，并自負版權等法律責任。
如涉及作品內容、版權等問題，請在作品發表之日起一周內與本網聯系，否則視為放棄相關權利。