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来自风力发电设计挑战 直面以对

2012-07-16 16:18
Minor昔年
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  IXYS 则偏好整流二极管。Bradley Green 说:“每种二极管都有它自己的特性,因此不同的客户可能为某一应用选择不同类的二极管。不过,风机有二个简单的要求:最高的可靠性和大功率处理能力。在 5-6 MW 功率级别上,这些基本要求使得你只能选择陶瓷封装二极管。”

  最近,IXYS 专门针对像风力发电这样的高电压应用开发出了额定工作电压高达 3400 V 的整流器模块 MDD75-34N1,它含有两个二极管,每个二极管在外壳温度为 100℃ 时的平均额定电流为 175 A。它通常应用在风力发电系统前端的整流级。

  “对于 2500 V 以上的高效率大功率整流应用而言,这一新系列产品代表着一个巨大的技术突破,” Bradley Green 表示,“我们的大多数竞争对手现在仍在为提高 2000 V 以上整流器产品的可靠性而伤脑筋,这一 3400 V 整流器模块的推出进一步凸显了 IXYS 在双极高电压大功率领域长期以来的市场领导地位。”

  逆变器要求可靠性更高 IGBT

  风电是一种极其不稳定的能源,风的强度每分种都在变化,一天中风力也不一样,而且一年四季可能会面临极端高温、低温以及飓风。作为风能的变换和控制关键器件,IGBT 模块会承受功率和温度的频繁变化,这会使得 IGBT 寿命缩短。在 IEC60747 中,IGBT 模块的重要可靠性指标就是功率周次和温度周次。

  由于风电系统的需求把功率逆流器输出功率提到了一个新高度,这就需要新的功率半导体技术和模块封装技术来降低逆变器损耗,提高效率和实现更高的功率密度。

  陈子颖表示:“我们第四代 IGBT4 模块的最高工作结温已从 125 ℃ 提高到了 150 ℃,这使得系统能效比有了显著的提高。目前采用 IGBT4 芯片的英飞凌 IGBT 模块功率周次比上一代产品在相同工作条件下提高了 5 倍,新的封装形式(如 PrimePack )温度周次提高了 7 倍。”

  IXYS 公司全球销售副总裁 Bradley Green 也指出:“在许多风电应用场合,普通塑封 IGBT 模块的可靠性和效率已经无法满足系统的可靠性要求,必须采用可靠性更高的陶瓷压接式 IGBT。”

  IXYS 公司全球销售副总裁 Bradley Green 指出:“在许多风电应用场合,必须采用陶瓷压接式 IGBT。”

  他说:“我们的 SPT+ Press-Pack IGBT 产品是 5.5-6 MW 功率级别风力发电机设计的基础。由于昂贵的安装成本缘故,这一功率级别要求极高的可靠性。尽管竞争对手在这一功率级别也能提供替代技术解决方案,但我们不相信它们的产品能够在系统级质量和可靠性上满足这一级别风力发电机的要求。”

  与前一代产品相比,采用最新 SPT+ 技术的新一代 Press-Pack IGBT 具有更大的安全工作区间,导通状态损耗也降低了约 25%。IXYS 的全资英国子公司 Westcode 开发的 Press-Pack IGBT 采用完全密封压接陶瓷封装,以确保其市场领先的在兆瓦级大功率应用中的可靠性,在这类应用中,效率和可靠性是最重要的。

  “随着 Press-Pack IGBT 进入成熟的大规模生产阶段,” IXYS 公司国际销售副总裁 Bradley Green 说,“将 SPT+ 技术集成进 Press-Pack IGBT 就是合乎逻辑的下一步骤,因为这可以进一步提升效率和产品系列的坚固性。随着大功率应用(如风力发电机)对高功率密度和最高级别可靠性的要求越来越高,Westcode 已经看到市场正在快速接受我们的产品。”

  SPT+ Press-Pack IGBT 系列的集电极电流范围从 240 ~ 2400 A,集电极发射极电压可到 4500 V。T2400GB45E 是新一代 SPT+ Press-Pack IGBT 系列的一个例子,它是一个 2.4 kA、4.5 kV 的 Press-Pack IGBT,采用外部直径为 168 mm 的陶瓷封装。Westcode 还提供将一个内部二极管与 IGBT 做在一个封装内的产品。

  Press-Pack IGBT 完全没有模块化设计所固有的可靠性缺点,如引线邦定或 luo 片焊接工艺,它在大功率应用中的可靠性已经被证明是业内最佳的。Westcode 还提供一个互补性的大功率 SONIC 二极管系列,它的速度和软开关能力可理想地匹配 IGBT,他们组合起来可提供一个针对大功率应用的有吸引力的解决方案。

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