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节能省电,下一代功率半导体的发展趋势

2012年12月03日 09:09 次阅读

  变频器(Inverter)或是转换器(Converter)等电力转换装置,皆使用了功率半导体元件。在现今的市场上,使用SiC、GaN的下一代产品特别引人注目。政府民间同心致力于开发的日本,正在成为开拓新市场的世界先驱。

  2012年8月30日,昭和电工宣布其功率半导体元件的4吋SiC磊晶晶圆(epitaxial wafer)之生产能力已增加到目前的2.5倍。

  看见市场的成长

  使用SiC(碳化硅)的功率半导体元件,对于诸如变频器(Inverter)等电力转换装置的小型化和减少损失是很有效的方式;因此,装置製造商对于推动产品的开发一直很积极。此次,生产能力增加的塬因是,「家电产品等低电压、低电流的应用领域正在逐渐产生实际的需求;加上,铁道车辆、工业设备等高电压、大电流的开发案件也逐渐在增加」等因素。SiC製的元件与相互竞争的Si製产品相比较,其价格高昂而成为难以普及的瓶颈;如果增加了优良品质磊晶晶圆的供给量,元件成本就可望能降低(图1)。

  

  事实上,在从事SiC元件的开发上,各企业的动作都相当活跃。在这领域中开拓发展最为积极的罗姆(ROHM),于2012年3月召开的说明会上,发表了对于SiC业务相关的前景。根据该报告,2010年的销售额也仅有17亿日圆,到了2011年倍增到35亿日圆,预计2012年将达到50亿日圆的规模。因此,发表2014年的目标销售额可以增长到160亿日圆。

  对于SiC元件展开事业的厂商也有不少,例如叁菱电机、富士电机等;各个公司对于营业额的预测抱持着谨慎的态度,对于数年后的目标几乎没有表示具体的数字。在ROHM的发表中,的确表明了SiC元件在企业用户中,从开发阶段过渡到实际需求的阶段,正在稳步推进中。

  应用领域多样化

  应用功率半导体元件的代表性产品就是变频器。它是改变直流到交流的电力转换装置,使用交流马达来驱动、就可以因应负载来控制旋转速度,进而实现了显着的节能效果。

  在日本,如空调和洗衣机等已经率先採用。未来,若是也进行导入到工业用马达,那么,整体庞大的节能效果是可以期待的。因为一般认为,日本的电力消耗约60%是马达所消耗掉的,其中变频器的利用率也仅有约10%的程度(图2)。

  

  变频器、转换器(从交流转换为直流)等电力转换装置,并不局限于马达驱动的用途,也能够运用在各种的应用上。多数用于太阳能电池、固定型蓄电池等直流装置的智慧型电网(Smart Grid)等,从此就显得更特别必要。而且,对于充电电池的直流升压来驱动马达,是油电混合车(HEV)或电动车(EV)的核心组件。还有,大量使用直流设备的云端资料中心(Data Center),对于小型化具有高效率的电力转换装置之需求也是非常强烈(图3)。

  

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MK60N512是飞思卡尔公司Kinetis系列微控制器集成度最高的芯片,它基于ARMCortex—...

发表于 2018-01-18 16:03 156次阅读
基于Kinetis微控制器和16位/24位MAX...

自激振荡放大电路

发表于 2018-01-17 15:55 777次阅读
自激振荡放大电路

数控机床plc与变频器_PLC与变频器在数控车床...

变频器(Variable-frequency Drive,VFD)是应用变频技术与微电子技术,通过改...

发表于 2018-01-17 15:51 291次阅读
数控机床plc与变频器_PLC与变频器在数控车床...

变频器安装应考虑环境和安全问题

在选择安装低压变频器的地点和方式时,成本往往是决定性的因素。然而,将成本放在关于安装变频器的关键决策...

发表于 2018-01-12 16:44 941次阅读
变频器安装应考虑环境和安全问题

基于NDIR和PID的ADI气体检测解决方案

日前,ADI推出了业界首款具有真正的片上轨到轨模拟和基准输入缓冲器的24位-∆模数转换器AD7175...

发表于 2018-01-12 14:20 279次阅读
基于NDIR和PID的ADI气体检测解决方案

适配器是什么_电源适配器的工作原理

电源适配器,其英文名是Power adapter,是小型便携式电子设备及电子电器的供电电源变换设备,...

发表于 2018-01-12 11:15 274次阅读
适配器是什么_电源适配器的工作原理

适配器和充电器有什么区别

适配器是一个接口转换器,它可以是一个独立的硬件接口设备,允许硬件或电子接口与其它硬件或电子接口相连,...

发表于 2018-01-12 11:03 639次阅读
适配器和充电器有什么区别

电路中放大器噪声分布分析

当模数转换器(ADC)的模拟输入被驱动至额定满量程输入电压时,ADC提供最佳性能。但在许多应用中,最...

发表于 2018-01-12 09:43 261次阅读
电路中放大器噪声分布分析

实现数据转换器的接地并解开“AGND”和 “DG...

目前的信号处理系统一般需要混合信号器件,例如模数转换器(ADC)、数模转换器(DAC)和快速数字信号...

发表于 2018-01-12 09:23 430次阅读
实现数据转换器的接地并解开“AGND”和 “DG...

国内功率半导体上市公司排名

半导体是许多工业整机设备的核心,普遍应用于计算机、消费类电子、网络通信、汽车电子等核心领域。关于国内...

发表于 2018-01-11 14:54 2988次阅读
国内功率半导体上市公司排名

关于变频器选型的一些注意事项

当母线上电动机成组自起动、当母线上最大一台电动机组起动时对变频器运行的影响,这与变频器允许的输入电压...

发表于 2018-01-09 18:02 920次阅读
关于变频器选型的一些注意事项

安森美半导体开发一种新型同步降压动力总成设计工具

安森美半导体 同步降压动力总成设计是当今最普遍使用的转换器拓扑结构之一,但为中低压同步降压转换器选择...

发表于 2018-01-09 16:37 96次阅读
安森美半导体开发一种新型同步降压动力总成设计工具

华润微电子计划在重庆打造全国最大功率半导体基地

本次整合在中国半导体产业发展史上创造了三项第一:央企间微电子业务的第一次重组;国内半导体产业关键战略...

发表于 2018-01-08 21:04 1128次阅读
华润微电子计划在重庆打造全国最大功率半导体基地

变频器的输入与输出端接反后果与措施分析

变频器工作原理是将交流电经整流桥整流成直流电后,再经逆变电路逆变成三相交流电,一旦将电源线接到变频器...

发表于 2018-01-08 16:02 983次阅读
变频器的输入与输出端接反后果与措施分析

教你四招轻松有效解决变频器干扰问题

在现场,变频器的干扰问题出现的比较多,且比较严重,甚至导致控制系统无法投入使用,这一直是个很让人头痛...

发表于 2018-01-08 09:38 2168次阅读
教你四招轻松有效解决变频器干扰问题

变频器在工业电机应用中如何实现一拖多的功能及注意...

变频器可以实现一拖二甚至一拖多。在实际应用中,变频器一拖多往往应用于那种电机功率不大(7.5KW以内...

发表于 2018-01-07 10:28 2947次阅读
变频器在工业电机应用中如何实现一拖多的功能及注意...

LT8364转换器的介绍以及性能概要

ADI推出 Power by Linear™ 的 LT8364,该器件是一款电流模式、2MHz 升压...

发表于 2017-12-29 10:03 652次阅读
LT8364转换器的介绍以及性能概要

变频器日常运行中出现的常见问题以及检查方法

随着电力与电子技术的发展,以及大量工业基础设备的改造,在控制领域里,越来越多的用户对电气设备的要求提...

发表于 2017-12-26 10:23 1253次阅读
变频器日常运行中出现的常见问题以及检查方法

PLC如何精准的控制变频器?这些原理图教会你

可编程逻辑控制器是种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统。它采用一种可编程的存储器,在...

发表于 2017-12-25 15:21 1693次阅读
PLC如何精准的控制变频器?这些原理图教会你

电动车转换器坏了的表现

转换器是将电动车的电压如48-60-72-84-96-108-120V的直流电压变换器12V的直流电...

发表于 2017-12-25 09:29 2183次阅读
电动车转换器坏了的表现