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(zhǎng)。但是,能源轉(zhuǎn)換設(shè)備如逆變器不斷把效率推向極限,對(duì)工程實(shí)現(xiàn)造成不少挑戰(zhàn)。例如,交流太陽(yáng)能逆變器除了因?yàn)椴捎脹](méi)有經(jīng)過(guò)優(yōu)化的功率器件,而造成大的開(kāi)關(guān)及通態(tài)耗損之外,還要面對(duì)重量和成本的問(wèn)題。本屆論壇演講嘉賓IR公司正在關(guān)注這些技術(shù)挑戰(zhàn),其600V IGBT系列可以在不間斷電源(UPS)和太陽(yáng)能逆變器應(yīng)用中,在高達(dá)3kW功率下,減少多達(dá)30%的功耗。這些新款的針對(duì)應(yīng)用設(shè)計(jì)的器件,采用IR的場(chǎng)終止溝道技術(shù)來(lái)降低通態(tài)損耗和開(kāi)關(guān)耗損,優(yōu)化了20kHz開(kāi)關(guān),并降低了短路要求,提高了UPS和太陽(yáng)能逆變器應(yīng)用的功率轉(zhuǎn)換效率。
與太陽(yáng)能相比,風(fēng)電是一種更加不穩(wěn)定的能源,風(fēng)的強(qiáng)度每分種都在變化,一天中風(fēng)力也不一樣,在一年四季中可能會(huì)面臨高溫、低溫以及颶風(fēng)。作為風(fēng)能的變換和控制關(guān)鍵器件,IGBT模塊會(huì)承受功率和溫度的頻繁變化,這會(huì)使IGBT壽命縮短。IEC60747定義了相關(guān)壽命參數(shù),即功率周次和溫度周次,這是IGBT模塊的重要可靠性指標(biāo)。
作為綠色能源領(lǐng)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(lái)在機(jī)車(chē)牽引中的IGBT模塊經(jīng)驗(yàn),借助于第四代IGBT4芯片技術(shù)和對(duì)模塊工藝的改進(jìn),其zui高工作結(jié)溫從125度提高到了150度,使得系統(tǒng)能效比有顯著提高,IGBT的壽命也大大增加,以滿足風(fēng)力發(fā)電和電動(dòng)汽車(chē)等新應(yīng)用領(lǐng)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(chǎn)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(fēng)電應(yīng)用。
除了為風(fēng)電市場(chǎng)提供IGBT產(chǎn)品,英飛凌也有功能完善的系統(tǒng)組件STACK 產(chǎn)品,包括IGBT模塊、驅(qū)動(dòng)保護(hù)、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(chǎn)品引進(jìn)中國(guó),使得中國(guó)風(fēng)電廠商自主逆變器開(kāi)發(fā)速度大大提高,解決了風(fēng)電供應(yīng)鏈上zui大的瓶頸。
新型元器件應(yīng)用大行其道——節(jié)能減排大勢(shì)所趨
除了可再生能源應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的“綠色”電子應(yīng)用還包括節(jié)能交通、智能電網(wǎng)建設(shè)、普通電子產(chǎn)品的節(jié)能降耗等。這所有應(yīng)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(guò)提高性能來(lái)推動(dòng)節(jié)能減排。
德國(guó)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(cè)、測(cè)量器件,可適用于極廣的溫度范圍,為太陽(yáng)能、風(fēng)能基站提供高度的超小型電流檢測(cè)應(yīng)用。該公司還擁有屬于世界上的高功率馬達(dá)驅(qū)動(dòng)、DC-DC轉(zhuǎn)換器及低阻值精密的功率電阻,可為苛求安全穩(wěn)定的混合動(dòng)力汽車(chē)系統(tǒng)帶來(lái)穩(wěn)固保障。該公司將在本屆論壇上帶來(lái)“電力電子中精密電流測(cè)量的新方法”的主題演講。
在演講中,rer.nat. Ullrich Hetzler博士會(huì)提出一種新的分流技術(shù),為1至5000A范圍的電流實(shí)現(xiàn)低成本、極低阻值、高品質(zhì)的分流。這種技術(shù)開(kāi)辟了16位、0.1%、100kHz、TC10電流檢測(cè)器的新天地。他還會(huì)詳細(xì)介紹針對(duì)太陽(yáng)能和風(fēng)能發(fā)電站、高功率電機(jī)驅(qū)動(dòng)、DC-DC轉(zhuǎn)換器和像燃油噴射、動(dòng)力轉(zhuǎn)向和電動(dòng)和混合動(dòng)力汽車(chē)中的蓄電池電源管理等各種汽車(chē)應(yīng)用的電流檢測(cè)解決方案。
作為世界的電氣保護(hù)專家,法雷肖馬特一方面對(duì)可再生能源發(fā)電能夠提供一攬子產(chǎn)品,以保護(hù)發(fā)電系統(tǒng)免受故障電流、浪涌、過(guò)熱問(wèn)題的損害;另一方面,還可保護(hù)UPS、動(dòng)力系統(tǒng)和軟啟動(dòng)器,這都有助于節(jié)約能源。本屆論壇上,法雷肖馬特專家的演講主題是“太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的電氣保護(hù)”,將探討有關(guān)太陽(yáng)能光伏發(fā)電場(chǎng)安全運(yùn)行的關(guān)鍵問(wèn)題以及他們對(duì)于保護(hù)太陽(yáng)能發(fā)電場(chǎng)電氣設(shè)備的解決方案,并演示基本的保護(hù)概念,對(duì)如何選擇zui合適的保護(hù)方案進(jìn)行指導(dǎo)。聽(tīng)眾還將分享到該公司在歐洲的成功經(jīng)驗(yàn)和一些項(xiàng)目開(kāi)展情況。
圖2:法雷肖馬特針對(duì)可再生能源發(fā)電的兩大成功產(chǎn)品:半導(dǎo)體熔斷器(左)和水冷盤(pán)(右)。
法雷肖馬特廣泛涉足風(fēng)能、太陽(yáng)能光伏發(fā)電、核能發(fā)電甚至電能存儲(chǔ)行業(yè),兩個(gè)成功的產(chǎn)品系列就是半導(dǎo)體熔斷器和水冷盤(pán)。其半導(dǎo)體熔斷器符合zui高的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),并擁有可靠的性能,憑借其保護(hù)功能,風(fēng)輪機(jī)或太陽(yáng)能發(fā)電場(chǎng)功率轉(zhuǎn)換設(shè)備在運(yùn)行期間保證安全。水冷盤(pán)將有助于半導(dǎo)體元器件控制過(guò)熱和發(fā)熱破壞,采用了定制的設(shè)計(jì)和的材料及制造工藝。
隨著中國(guó)的城市發(fā)展速度加快,輕軌交通正越來(lái)越被政府部門(mén)納入城市建設(shè)的議事日程,因此,電力機(jī)車(chē)、高速動(dòng)車(chē)組和地鐵車(chē)輛的需求將大幅度增加。上述車(chē)輛使用的主牽引變流器及輔助變流器為高壓IGBT模塊帶來(lái)了高速增長(zhǎng)的機(jī)遇。在電動(dòng)汽車(chē)和混合動(dòng)力汽車(chē)領(lǐng)域,中國(guó)“十城千輛”計(jì)劃已于2009年2月啟動(dòng),IGBT是發(fā)電機(jī)和馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的關(guān)鍵器件。另外,無(wú)速度傳感器輕軌機(jī)車(chē)交流牽引控制系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)對(duì)此也是一項(xiàng)促進(jìn)。
混合和電動(dòng)車(chē)輛的替代性驅(qū)動(dòng)技術(shù)無(wú)疑是未來(lái)功率器件應(yīng)用的必然的新興市場(chǎng)領(lǐng)域。新能源汽車(chē)已經(jīng)成為汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。越來(lái)越多的廠商在這一領(lǐng)域投入更大的資源,希望獲得更大的回報(bào)。
英飛凌的HybridPACK1和HybridPACK2的IGBT模塊就是專為節(jié)能減排的HEV和EV而開(kāi)發(fā)的。目前英飛凌和中國(guó)主要車(chē)廠都有項(xiàng)目正在進(jìn)行,而主要的HEV配套廠,特別是電機(jī)驅(qū)動(dòng)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(dǎo)體器件的開(kāi)發(fā)趨勢(shì)——高能效的實(shí)現(xiàn)技術(shù)”與會(huì)聽(tīng)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(chē)制造商合作研制出了新型電動(dòng)汽車(chē),這款計(jì)劃于2010年發(fā)布的電動(dòng)汽車(chē)采用了Vishay的固態(tài)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(lǐng)域展開(kāi)合作,其在以上提到的太陽(yáng)能、風(fēng)能及混合動(dòng)力汽車(chē)領(lǐng)域都擁有自己的獨(dú)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(zhuǎn)換中輕松實(shí)現(xiàn)>90% 的效率”。
2025第十一屆中國(guó)國(guó)際機(jī)電產(chǎn)品交易會(huì) 暨先進(jìn)制造業(yè)博覽會(huì)
展會(huì)城市:合肥市展會(huì)時(shí)間:2025-09-20