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国务院通过"节减"低碳方案 IGBT概念股空间巨大
时间:2014-03-24    浏览次数:1886

3月23日,据中国政府网消息,3月21日,国务院总理李克强主持召开节能减排及应对气候变化工作会议,会议原则通过《2014—2015年节能减排低碳发展行动方案》,并研究讨论了我国应对气候变化的行动方案。
李克强说,积极发展风电、核电、水电、光伏发电等清洁能源和节能环保产业,开工一批新项目,大力推广分布式能源,发展智能电网,逐步把煤炭比重降下来。
专家认为,新能源、节能减排的发展都离不开半导体技术和半导体功率器件的支持。功率器件产品所能涵盖到的领域众多,如风能、太阳能、智能电网、半导体照明、新型显示、电力电子设备等。
据最新数据显示,随着节能减排和新能源的快速发展,目前功率半导体的需求成倍增加,仅IGBT产品的需求规模已超过100亿元,我国已成为全球最大的功率半导体器件消费市场。而国产IGBT市场占有率不足10%,未来替代进口的市场空间巨大。
什么是IGBT
IGBT(Insulated Gate Biplar Transistor),绝缘栅双极型晶体管,是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件,兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低,载流密度大,但驱动电流较大;MOSFET驱动功率很小,开关速度快,但导通压降大,载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点,驱动功率小而饱和压降低。非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。
目前我国正处于一个产业的突破前夜。因为IGBT广泛应用于高铁、节能变频、风电、太阳能等产业中,但IGBT的核心技术与产业主要掌握在发达国家相关企业手中。而近年来,我国受高铁等领域的投资规模提振,IGBT的国产化要求迅速提升。幸运的是,目前已有突破的态势。
IGBT应用前景
1.风力发电:风力涡轮发电机如要获得稳定的电能并网发电,必须依靠相应的变频、逆变系统,这些都需要能够自关断电流的IGBT器件才可能实现。目前兆瓦级风电逆变器用大功率IGBT的供应商主要有英飞凌、富士电气、三菱等,而主要的风电逆变器供应商如艾默生、ABB、西门子和阿尔斯通都选用了英飞凌的方案。随着我国大力推广风电产业,处于上之上的IGBT无疑不只是分一杯羹而已。
2.太阳能发电:随着绿色电力运动势头不减,太阳能的应用即光伏发电、太阳能电池等方兴未艾。为了有效地满足这些产品的需求,电源设计师正通过最少数量的器件、高度可靠性和耐用性,以高效率把太阳能源转换成所需的交流或者直流电压。因此太阳能逆变器就需要控制、驱动器和输出功率器件的正确组合。要达到这个目标IGBT是作为功率开关的必然之选。
3.高铁及轨道交通:轨道车辆中广泛采用IGBT模块构成牵引变流器以及辅助电源系统的恒压恒频(CVCF)逆变器。国外的地铁或轻轨车辆辅助系统都采用方案多样的IGBT器件。
动车组中,主变流器的开关使用耐压高达6500V/600A的IGBT器件,辅助变流器采用开关频率为1950Hz的PWM技术,由3台双IGBT和相关反并联二极管组成,每台双IGBT组成三相中的一相;上海轨道交通3号线车辆是其辅助系统由电压等级为330 V的IGBT构成2点式逆变器直接逆变;广州地铁1号线车辆上的辅助系统采用IGBT双重直-直变换器带高频变压器实现电气隔离;深圳地铁一期采用6个用作牵引逆变器的IGBT模块和2个用于制动斩波器的IGBT模块完成牵引逆变功能:天津滨海动车组主电路采用IGBT电压型三相直交逆变器,辅助电源的逆变器采用IGBT元件的逆变器,开关容量为 3300V/800A。
4.电动汽车:电动汽车最关键的瓶颈是电机驱动控制和充放电,这些更离不开由IGBT组成的逆变桥。北京理工大学、天津大学、中科院等机构都在研究电动车的样车、仿真车时都采用了英飞凌 (Infenion)HybdPACK 的IGBT功率模块,适用于最大电池电压为450V且功率高达20kW的轻度混合动力汽车。这种模块以英飞凌 (Infenion)领先的IGBT沟槽栅场截止技术为基础,可实现较低的开关损耗.HybdPACK 1经过专门设计,长期工作结为150 ,采用六管三相桥结构,额定值高达400A/600V。

5.智能电网:广义上讲,风电、光伏发电等都是智能电网电源侧的重要组成部分。在电网部分的高压直流输电、FACTS柔性输电技术,负荷侧的电机变频控制、智能家电产品、LED照明驱动等方面也对IGBT等功率半导体形成了大量的需求。

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