交流傳動(dòng)用功率半導(dǎo)體應(yīng)用需求

　　株洲中電時(shí)代電器股份有限公司副總經(jīng)理劉國友表示軌道交通上的要求相當(dāng)嚴(yán)苛，包括高速、重載要求、長時(shí)間滿功率運(yùn)行、地鐵頻繁起停與惡劣運(yùn)行環(huán)境。高速上，空氣阻力與速度的平方成正比，速度越高阻力越大，能耗越高，則IGBT能承受的電流越大。重載條件下，機(jī)車輸出牽引功率幾乎達(dá)到設(shè)計(jì)極限，對(duì)IGBT的大電流輸出能力是極大考驗(yàn)。長時(shí)間滿功率運(yùn)行則是考驗(yàn)IGBT的魯棒特性與散熱能力，要求IGBT能長時(shí)間承受高溫運(yùn)行帶來的電應(yīng)力與熱應(yīng)力影響。地鐵頻繁起停使得IGBT在高溫區(qū)與常溫區(qū)循環(huán)運(yùn)行，對(duì)IGBT功率循環(huán)能力要求高，軌道交通應(yīng)用要求IGBT功率循環(huán)能力達(dá)到上百萬次以上。以上種種嚴(yán)苛的條件，高功率帶來高溫，IGBT必須能夠承受頻繁劇烈的溫度沖擊。交流傳動(dòng)牽引系統(tǒng)普遍使用IGBT，覆蓋1700V-6500V。

　　因此中車提出的1500A/3300V IGBT及750A/6500V IGBT具有強(qiáng)健的反偏安全工作與短路安全工作性能。

　　交流傳動(dòng)牽引逆變器必須依靠IGBT全控型功率器件。目前，IGBT已成為高鐵牽引動(dòng)力系統(tǒng)的主流技術(shù)，將以技術(shù)助力中國高鐵快速發(fā)展。

　　英飛凌高功率產(chǎn)品解決方案

　　英飛凌產(chǎn)品大的產(chǎn)品結(jié)溫(Junction Temperature)計(jì)劃將提升到175度；產(chǎn)品壽命取決于機(jī)械應(yīng)力與熱膨脹系數(shù)的不匹配，因此高產(chǎn)品的結(jié)溫也可提升產(chǎn)品壽命。

　　英飛凌推出.XT技術(shù)，使用銅基板(Copperbondwires)，將會(huì)增加25%功率密度與10倍工作壽命。若將此技術(shù)放入產(chǎn)品中，可見到應(yīng)用巴士與電動(dòng)車市場，IGBT5將可將功率密度提升到1700V、1800A。

　　英飛凌提出第二種技術(shù)6.5kVRCDC二級(jí)管可控逆導(dǎo)IGBT，將二級(jí)管與可控逆導(dǎo)IGBT結(jié)合在一起，功能集成，應(yīng)用在高鐵等市場，使用此技術(shù)，可以將輸出功率做到1000A。RCDC模塊的散熱優(yōu)勢則在緊密的溫度波動(dòng)移向耦合降低模塊溫度波動(dòng)，電流密度提高33%，更強(qiáng)的散熱能力，溫度變動(dòng)更小以增強(qiáng)列車啟動(dòng)能力。同時(shí)，并增強(qiáng)列車剎車能力與電網(wǎng)故障抗沖擊能力。

　　第三、英飛凌提到XHP模塊，更能達(dá)到小模塊封裝，降低封裝雜散電感到1/6(雜散電感將會(huì)引起過壓尖峰)，實(shí)現(xiàn)半橋電路，以提升系統(tǒng)性能。XHP模塊便于擴(kuò)充，更能靈活運(yùn)用。

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