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慕尼黑上海电子展2010年唱响电力电子技术应用主旋律

2010年01月21日 ?? 收藏0

  针对不久前结束的哥本哈根会议,中国政府出台了具体的量化政策,“到2020年我国单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%—45%”。同时,2010年是“十一五”的最后一年,单位GDP能耗降低20%的目标也需要实现。在“节能减排”政策的量化、“十一五”的最后冲刺加上可再生新能源应用不断发展、智能电网的持续建设、混合动力和电动汽车市场的刺激等若干利好因素的共同作用下, 2010年将成为电力电子行业大发展的一年。

  为迎接这一前所未有的发展机遇,顺应即将唱响的电力电子技术应用主旋律节拍,由中国电源学会与德国慕尼黑国际博览集团联合主办的综合性技术论坛“中国电力电子技术应用发展论坛”将在2010年3月16-17日的慕尼黑上海电子展期间再次隆重登场,内容涉及新材料、新元件、新装置、新系统、交/直流电机传动与控制、各类新型电源以及各种最新应用场合的发展和进步,尤其将就电力电子技术在新的环境中所扮演的新角色展开重点讨论。

  克服可再生能源应用的瓶颈

  随着可再生能源(譬如风力和太阳能发电场)不断发展,分散发电将成为整个电力供应系统的重要组成部分。随着常规资源的使用成本不断上升,可再

生能源的比例将继续上涨。多家机构预计,到2030年,可再生能源在全球能源消费总量中所占的份额将大幅上升。其中,美国能源信息管理署估计这一比例约为8%,绿色和平组织和欧洲可再生能源委员会的预测更是高达30%。中国也刚于2009年12月26日通过修改2006年的可再生能源法,规定电网经营商需购买所有由再生能源所生产的电力。这次修改希望能够提升中国可再生能源发电所占的比重,即达到2020年占中国总发电量的15%。

中国能源发展战略与政策研究

  (资料来源:《中国能源发展战略与政策研究》)

  随着世界各地的政府致力于提高可再生能源在最终能源消耗中的份额,可再生能源资源有明显的增长。但是,能源转换设备如逆变器不断把效率推向极限,对工程实现造成不少挑战。例如,交流太阳能逆变器除了因为采用没有经过优化的功率器件,而造成大的开关及通态耗损之外,还要面对重量和成本的问题。本届论坛演讲嘉宾IR公司正在关注这些技术挑战,其600V IGBT系列可以在不间断电源(UPS)和太阳能逆变器应用中,在高达3kW功率下,减少多达30%的功耗。这些新款的针对应用设计的器件,采用IR最新的场终止沟道技术来降低通态损耗和开关耗损,优化了20kHz开关,并降低了短路要求,提高了UPS和太阳能逆变器应用的功率转换效率。

  与太阳能相比,风电是一种更加不稳定的能源,风的强度每分种都在变化,一天中风力也不一样,在一年四季中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IGBT寿命缩短。IEC60747定义了相关寿命参数,即功率周次和温度周次,这是IGBT模块的重要可靠性指标。

  作为绿色能源领域的倡导者,英飞凌公司一直致力于IGBT模块功率密度的提高。凭借十多年来在机车牵引中的IGBT模块经验,借助于第四代IGBT4芯片技术和对模块工艺的改进,其最高工作结温从125度提高到了150度,使得系统能效比有显著提高,IGBT的寿命也大大增加,以满足风力发电和电动汽车等新应用领域需求。目前采用IGBT4芯片的英飞凌的IGBT模块功率周次比上一代产品在相同的工作条件下提高了5倍,新的封装形式如PrimePack 温度周次提高了7倍。

英飞凌的PrimePack IGBT模块温度周次提高了7倍,非常适合风电应用。

  图1:英飞凌的PrimePack IGBT模块温度周次提高了7倍,非常适合风电应用。

  除了为风电市场提供IGBT产品,英飞凌也有功能完善的系统组件STACK 产品,包括IGBT模块、驱动保护、滤波电容、直流母线、散热器等一系列逆变器功率单元。目前他们已成功地将这一产品引进中国,使得中国风电厂商自主逆变器开发速度大大提高,解决了风电供应链上最大的瓶颈。
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  新型元器件应用大行其道——节能减排大势所趋

  除了可再生能源应用,实现节能减排的“绿色”电子应用还包括节能交通、智能电网建设、普通电子产品的节能降耗等。这所有应用中,各种新型的IC、元器件、模块和配件将扮演重要的角色,它们都可以通过提高性能来推动节能减排。

  德国伊萨拜棱辉特霍伊斯勒有限公司是一家具有五百多年历史的公司,拥有出色的电流电压检测、测量器件,可适用于极广的温度范围,为太阳能、风能基站提供高度精确的超小型电流检测应用。该公司还拥有属于世界上领先的高功率马达驱动、DC-DC转换器及低阻值精密的功率电阻,可为苛求安全稳定的混合动力汽车系统带来稳固保障。该公司将在本届论坛上带来“电力电子中精密电流测量的新方法”的主题演讲。

  在演讲中,rer.nat. Ullrich Hetzler博士会提出一种新的分流技术,为1至5000A


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