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行業新聞

國務院通過節減低碳方案 IGBT概念股空間巨大

發布時間:2014-04-21 瀏覽次數:2787次
3月23日,據中國政府網消息,3月21日,國務院總理李克強主持召開節能減排及應對氣候變化工作會議,會議原則通過《2014—2015年節能減排低碳發展行動方案》,并研究討論了我國應對氣候變化的行動方案。

  李克強說,積極發展風電、核電、水電、光伏發電等清潔能源和節能環保產業,開工一批新項目,大力推廣分布式能源,發展智能電網,逐步把煤炭比重降下來。

  專家認為,新能源、節能減排的發展都離不開半導體技術和半導體功率器件的支持。功率器件產品所能涵蓋到的領域眾多,如風能、太陽能、智能電網、半導體照明、新型顯示、電力電子設備等。

  據最新數據顯示,隨著節能減排和新能源的快速發展,目前功率半導體的需求成倍增加,僅IGBT產品的需求規模已超過100億元,我國已成為全球最大的功率半導體器件消費市場。而國產IGBT市場占有率不足10%,未來替代進口的市場空間巨大。

  什么是IGBT?

  IGBT(Insulated Gate BIPOlar Transistor),絕緣柵雙極型晶體管,是由BJT(雙極型三極管)和MOS(絕緣柵型場效應管)組成的復合全控型電壓驅動式功率半導體器件,兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導通壓降兩方面的優點。GTR飽和壓降低,載流密度大,但驅動電流較大;MOSFET驅動功率很小,開關速度快,但導通壓降大,載流密度小。IGBT綜合了以上兩種器件的優點,驅動功率小而飽和壓降低。非常適合應用于直流電壓為600V及以上的變流系統如交流電機、變頻器、開關電源、照明電路、牽引傳動等領域。

  目前我國正處于一個產業的突破前夜。因為IGBT廣泛應用于高鐵、節能變頻、風電、太陽能等產業中,但IGBT的核心技術與產業主要掌握在發達國家相關企業手中。而近年來,我國受高鐵等領域的投資規模提振,IGBT的國產化要求迅速提升。幸運的是,目前已有突破的態勢。

  IGBT應用前景

  1.風力發電:風力渦輪發電機如要獲得穩定的電能并網發電,必須依靠相應的變頻、逆變系統,這些都需要能夠自關斷電流的IGBT器件才可能實現。目前兆瓦級風電逆變器用大功率IGBT的供應商主要有英飛凌、富士電氣、三菱等,而主要的風電逆變器供應商如艾默生、ABB、西門子和阿爾斯通都選用了英飛凌的方案。隨著我國大力推廣風電產業,處于上之上的IGBT無疑不只是分一杯羹而已。

  2.太陽能發電:隨著綠色電力運動勢頭不減,太陽能的應用即光伏發電、太陽能電池等方興未艾。為了有效地滿足這些產品的需求,電源設計師正通過最少數量的器件、高度可靠性和耐用性,以高效率把太陽能源轉換成所需的交流或者直流電壓。因此太陽能逆變器就需要控制、驅動器和輸出功率器件的正確組合。要達到這個目標IGBT是作為功率開關的必然之選。

   3.高鐵及軌道交通:軌道車輛中廣泛采用IGBT模塊構成牽引變流器以及輔助電源系統的恒壓恒頻(CVCF)逆變器。國外的地鐵或輕軌車輛輔助系統都采用方案多樣的IGBT器件。

  動車組中,主變流器的開關使用耐壓高達6500V/600A的IGBT器件,輔助變流器采用開關頻率為1950Hz的PWM技術,由3臺雙IGBT和相關反并聯二極管組成,每臺雙IGBT組成三相中的一相;上海軌道交通3號線車輛是其輔助系統由電壓等級為330 V的IGBT構成2點式逆變器直接逆變;廣州地鐵1號線車輛上的輔助系統采用IGBT雙重直-直變換器帶高頻變壓器實現電氣隔離;深圳地鐵一期采用6個用作牽引逆變器的IGBT模塊和2個用于制動斬波器的IGBT模塊完成牽引逆變功能:天津濱海動車組主電路采用IGBT電壓型三相直交逆變器,輔助電源的逆變器采用IGBT元件的逆變器,開關容量為 3300V/800A。

  4.電動汽車:電動汽車最關鍵的瓶頸是電機驅動控制和充放電,這些更離不開由IGBT組成的逆變橋。北京理工大學、天津大學、中科院等機構都在研究電動車的樣車、仿真車時都采用了英飛凌 (Infenion)HybdPACK 的IGBT功率模塊,適用于最大電池電壓為450V且功率高達20kW的輕度混合動力汽車。這種模塊以英飛凌 (Infenion)領先的IGBT溝槽柵場截止技術為基礎,可實現較低的開關損耗.HybdPACK 1經過專門設計,長期工作結為150℃,采用六管三相橋結構,額定值高達400A/600V。

  5.智能電網:廣義上講,風電、光伏發電等都是智能電網電源側的重要組成部分。在電網部分的高壓直流輸電、FACTS柔性輸電技術,負荷側的電機變頻控制、智能家電產品、LED照明驅動等方面也對IGBT等功率半導體形成了大量的需求。
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