英飛凌科技(中國)有限公司家電及工業(yè)功率器件市場經(jīng)理陳子穎
火車從蒸汽機、內(nèi)燃機發(fā)展到今天的電力機車完全是得益于電力電子技術(shù)的發(fā)展,尤其值得一提的是1995年英飛凌推出了高壓大功率牽引級IGBT模塊產(chǎn)品,這使得電力機車更節(jié)能、更舒適,高速奔馳在城市之間、國家之間。2007年4月份,法國最新一代高速列車TGV創(chuàng)下了時速574.8公里的世界最高紀(jì)錄,這輛列車采用了300多個英飛凌的IGBT模塊。這些模塊同時也可將巨大制動能量反饋給電網(wǎng),從而實現(xiàn)超高能效。
英飛凌當(dāng)年在IGBT技術(shù)上跨出重要一步給傳統(tǒng)牽引技術(shù)帶來了發(fā)展機遇和空間。英飛凌自上世紀(jì)80年代后期一直致力于IGBT產(chǎn)品的開發(fā),在1995年就研制出第一個3300V高壓IGBT牽引級模塊,1999年推出6500VIGBT。
2006年英飛凌把溝槽柵場終止TrenchStop技術(shù)引入高壓IGBT,使得IGBT本身的效率大大提高,如6500V的產(chǎn)品由于導(dǎo)通壓降從5.3V降到了3.5V,器件的開通損耗減小了約30%,從器件級實現(xiàn)了高能效。
機車牽引把可靠性放在第一位,國際鐵路行業(yè)有自己的質(zhì)量體系標(biāo)準(zhǔn)和認(rèn)證體系,即IRIS,英飛凌首先作為半導(dǎo)體企業(yè)獲得了認(rèn)證。機車牽引從原理上來看是馬達(dá)驅(qū)動技術(shù),是一個電壓特別高、功率特別大的馬達(dá)驅(qū)動技術(shù),而且工作環(huán)境嚴(yán)酷、可靠性要求高。牽引應(yīng)用是電力電子應(yīng)用領(lǐng)域要求最嚴(yán)格的,可靠性和壽命要求最高,功率高達(dá)10MW,每個IGBT承受的最高電壓可高達(dá)6.5kV,每標(biāo)稱電流高達(dá)600A。牽引級高壓大功率IGBT與普通工業(yè)級的IGBT模塊不同,牽引的工作環(huán)境嚴(yán)酷,負(fù)載劇烈變化,對IGBT模塊的壽命影響很大,這就需要采用特定的技術(shù)來提高器件的溫度循環(huán)壽命和功率循環(huán)壽命。我們的牽引級高壓大功率器件溫度循環(huán)壽命是工業(yè)級的10倍。
英飛凌高壓大功率IGBT模塊IHM/IHV的主要應(yīng)用包括:電力機車、動車組和地鐵牽引以及電動大客車和混合動力建筑機械,也包括其他應(yīng)用的大功率工業(yè)驅(qū)動器。為牽引驅(qū)動提供的IHM/IHVIGBT模塊,3300V和6500V都采用了TrenchStopIGBT芯片技術(shù),使得IGBT本身的效率大大提高。
鐵路機車的高效、節(jié)能、智能、安全離不開半導(dǎo)體技術(shù),特別是電力電子技術(shù)和功率半導(dǎo)體技術(shù)。英飛凌能夠為電力和能源傳輸管理、電力牽引的各個環(huán)節(jié)提供最尖端的技術(shù)以及品種齊全的創(chuàng)新產(chǎn)品。