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高性能IGBT提高太陽能逆變器效率

發(fā)布時(shí)間:2008-11-25 來源:今日電子

中心議題

  • 市場每年對太陽能逆變器的需求大約增長30%
  • IGBT幫助設(shè)計(jì)師應(yīng)對設(shè)計(jì)具有更高電路效率和性能的產(chǎn)品的挑戰(zhàn)
  • 多款I(lǐng)GBT產(chǎn)品介紹

解決方案

  • 安森美、英飛凌、STMicroelectronics、Microsemi可提供不同特性的IGBT
  • 飛兆截止溝道式IGBT能夠幫助設(shè)計(jì)師減少傳導(dǎo)損耗和開關(guān)損耗,實(shí)現(xiàn)極高的效率
  • 截止溝道式IGBT適用于不間斷電源、太陽能逆變器以及微波爐和感應(yīng)加熱類的應(yīng)用

 

隨著國際汽油價(jià)格的不斷攀升,運(yùn)輸成本和所有其他能源生產(chǎn)成本也隨著石油價(jià)格的上漲而不斷增大。同時(shí),人們對電力的需求也達(dá)到了一個(gè)前所未有的高度。同樣糟糕的是,石化產(chǎn)品的價(jià)格也不可避免地提高了,導(dǎo)致廣大電子產(chǎn)品廠商使用元件成本提高。面對這些高成本問題和日益嚴(yán)格的規(guī)定,廣大工程技術(shù)人員在努力增強(qiáng)產(chǎn)品性能、提高電路效率、縮小產(chǎn)品尺寸、改進(jìn)制造工藝效率等方面承受著前所未有的壓力。此外,管理機(jī)構(gòu)正逐漸提高對電子產(chǎn)品最低能效的要求,他們正對廠商施加越來越大的壓力,迫使他們減少溫室氣體、有毒固體和液體廢物的排放。同時(shí),越來越多意識到成本和環(huán)境問題的消費(fèi)者也逐漸要求使用包含更少有害材料的低能耗設(shè)備。然而,在有些地區(qū)密布著經(jīng)濟(jì)衰退烏云的形勢下仍然存在著一線曙光:廣大電子設(shè)計(jì)者仍有很多機(jī)會設(shè)計(jì)出新的產(chǎn)品,滿足人們對“綠色”產(chǎn)品和基于太陽能和其他替代能源的產(chǎn)品需求。專家估計(jì),市場每年對太陽能逆變器的需求大約增長30%;消費(fèi)者需要更便宜的電子設(shè)備,降低產(chǎn)品成本的一個(gè)重要途徑就是提高太陽能逆變器的效率。絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)能夠幫助產(chǎn)品設(shè)計(jì)者應(yīng)對他們所面臨的設(shè)計(jì)具有更高電路效率和性能的產(chǎn)品的挑戰(zhàn)。這類器件也稱為電導(dǎo)調(diào)制場效應(yīng)晶體管(CMFET),是MOSFET的近親,主要在各種應(yīng)用中用作電源開關(guān)。這些電壓控制的器件在市場上隨處可見,在高級開關(guān)電源設(shè)備中采用合適的IGBT代替類似的MOSFET器件能夠提高能效,降低產(chǎn)品成本。

一些供應(yīng)商的產(chǎn)品及其廣泛應(yīng)用
例如,安森美半導(dǎo)體公司提供了將近20種不同型號的IGBT,用于電子汽車點(diǎn)火、燃料加注系統(tǒng)和其他一些需要控制高電流和高電壓開關(guān)的應(yīng)用。該公司的產(chǎn)品特點(diǎn)是廣泛采用集成ESD和過電壓保護(hù)的單片集成電路。英飛凌公司針對高頻電源開關(guān)應(yīng)用提供了幾款高速IGBT產(chǎn)品。該公司的TrenchStop IGBT 具有較低的飽和電壓、較高的溫度穩(wěn)定性和很低的傳導(dǎo)損耗,適用于電機(jī)驅(qū)動應(yīng)用。這類晶體管的動態(tài)開關(guān)特性降低了關(guān)斷過程的能量損耗,減少了電磁干擾。STMicroelectronics公司制造的條狀PowerMESH IGBT 適用于電機(jī)驅(qū)動、電子汽車點(diǎn)火、遮光器、高頻電子鎮(zhèn)流器、焊接設(shè)備、不間斷電源和家用電器等領(lǐng)域。這些300~1200V的晶體管具有很低的壓降,適用于更高效的產(chǎn)品設(shè)計(jì)。該公司的V系列IGBT瞄準(zhǔn)的是快速、高頻的應(yīng)用,提供了附帶和不帶續(xù)流二極管兩種配置。

Microsemi公司推出了十幾款支持600V和1200V電壓的專用IGBT。該公司的IGBT 產(chǎn)品支持硬開關(guān)和軟開關(guān)。這些IGBT主要瞄準(zhǔn)的是焊接設(shè)備、電感加熱器以及電信和醫(yī)療電子等應(yīng)用。Microsemi 公司的DL 系列提供了超軟的恢復(fù)二極管,能夠減少電磁干擾,減少傳導(dǎo)功率損耗,減少或取消原來需要使用的緩沖器。Microsemi 的Power MOS8 IGBT支持600V和900V的電壓,針對工業(yè)設(shè)備、電池充電器和太陽能逆變器等應(yīng)用提供了穿通技術(shù)。

最新的場截止溝道技術(shù)
飛兆半導(dǎo)體公司研究了各種適用于不同應(yīng)用的IGBT技術(shù)。例如,他們推出的場截止溝道式(F i e l d S t o pTrench)IGBT采用了最新的場截止結(jié)構(gòu)和溝道柵單元設(shè)計(jì),具有高速開關(guān)和低飽和電壓的特點(diǎn)。支持600V和1200V電壓的這類晶體管適用于不間斷電源、太陽能逆變器以及微波爐和感應(yīng)加熱類的應(yīng)用。它們能夠幫助電子設(shè)計(jì)人員減少傳導(dǎo)損耗和開關(guān)損耗,實(shí)現(xiàn)極高的效率。飛兆半導(dǎo)體公司所有獨(dú)特的IGBT技術(shù)都經(jīng)過了專門的優(yōu)化,能夠減少漂移電阻,溝道柵結(jié)構(gòu)消除了器件中MOSFET 部分的寄生JFET電阻。與傳統(tǒng)的NPT 溝道IGBT 器件相比,飛兆半導(dǎo)體的FGA20N120FTD可減小25%的傳導(dǎo)損耗、8%的開關(guān)損耗。


它們不僅提高了設(shè)備的能效,而且大大降低了系統(tǒng)的工作溫度。因此,使用這類IGBT的應(yīng)用對冷卻的要求較低,從而進(jìn)一步減少了功耗,提高了效率和可靠性。這些晶體管還采用了零電壓開關(guān)(ZVS)技術(shù),內(nèi)置了快速恢復(fù)二極管(FRD),這也有利于提高產(chǎn)品的可靠性。飛兆憑借其先進(jìn)的場截止技術(shù),提供了緊密的參數(shù)分布,增強(qiáng)了抗雪崩擊穿的能力,能夠在雪崩工作模式下保持一致的性能,減少器件失效。這些器件都采用了長壽命設(shè)計(jì),是高性能、低開關(guān)損耗和傳導(dǎo)損耗應(yīng)用的理想選擇。在當(dāng)前普遍呼喚節(jié)能的市場上,電子設(shè)計(jì)者必須關(guān)注高能效器件,關(guān)鍵是要針對不同的應(yīng)用選擇合適的IGBT。無論你的產(chǎn)品需求如何,市場上總有一款晶體管能夠滿足要求。
 

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