东芝电子展示电力能源先进技术

日期:2019-07-02

作者:刘洪,PSDC主编

 
 
在上海国际电力元件、可再生能源管理展览会(PCIM Asia 2019)上,东芝电子(中国)有限公司继续秉持“芯科技,智社会,创未来”的理念,向现场观众展示了其面向电力能源方面提供的先进技术、产品与方案。记者在会上采访了东芝电子(中国)有限公司分立器件应用技术部门高级经理屈兴国先生,请他介绍了这次展出的一些产品和解决方案,如PPI压接式装置、水冷散热系统等,以及这些技术的改进;东芝全SiC模块应用方面的进展;以及未来的研发规划等。
屈兴国表示,根据国际能源署(IEA)公布的《2019年全球能源市场展望》相关资料显示,到2040年全球能源需求将增长25%,而可再生能源的发电量到2040年将增加3倍。中国作为消费大国以及能源生产大国,是能源技术发展的重要推动力,也是能源投资的主要目的地。近年来,全球范围内可再生能源占比高速增长,相关设备、设施需求量也将明显增加。为此,东芝一直利用其先进的电力能源——风力发电、牵引、电力输配电和工业变频器四大领域的系统解决方案,致力于帮助推进中国的节能减排进程。
他首先介绍了东芝大功率器件IEGT(Injection Enhanced Gate Transistor)应用于变流器的三电平压接装置。他说,随着中国海上风电、高性能传动的发展,对变流器功率密度、可靠性的要求越来越高。压接式IEGT作为变流器核心器件,可以完美匹配市场的需求。

东芝PPI(压接式IEGT)
 
东芝与合作伙伴上海雅创开发的基于PPI(压接式IEGT)三电平、十一串联功率组件,适用于高压变流器及直流断路器。压接式IEGT作为核心器件,单管可实现最大4.5KV/3KA,并可以在系统应用中提供水冷板以及相应的参考设计,为客户提供一站式服务,完美匹配市场需求。这样做的目的在于帮助客户更便利地使用IEGT,从而缩短客户的开发周期。
 
 
 
东芝与合作伙伴开发的基于PPI的功率组件
 
据介绍,该方案是三电平NPC拓扑,采用4.5KV/1.5KA压接式IEGT,IEGT和钳位二极管压在同一结构串内,结构紧凑,功率密度高,不需要器件或功率单元并联即可满足5MW变流器应用;另一个特点是可靠性高,无引线键合的压接式封装带来更好的功率循环能力,双面散热的压接式封装带来更低的结温,气密封装带来更好的抗湿度、抗盐雾能力,采用水冷散热,可以为客户提供参考水冷板、水路参考设计。如果采用更高规格IEGT,可拓展至更大容量。它可以为追求高功率密度、高可靠性的客户提供功率单元参考设计,并为初次使用压接式器件的客户提供参考。
 
 
 
东芝PMI模块封装IEGT
 
接着,屈兴国介绍了东芝的大功率器件SiC混合模块。他表示,电力机车用驱动控制系统要求尺寸小、重量轻并节能的装置。搭载SiC SBD的混合模块可以大幅度降低损耗并满足这些要求,适用于新型轨道交通的逆变系统。东芝的产品阵容包括额定电压3300V,额定电流1500A的140×190 mm封装尺寸产品,以及额定电压1700V,额定电流1200A的2in1 130×140 mm封装尺寸产品,大幅缩小了控制装置的尺寸。
 
 
3300V/1500A模块外观和构造
 
在分立元器件,东芝的高效节能功率MOSFET采用栅极的垂直沟道型结构来降低导通电阻,提高电流密度。其低压系列U-MOSⅧ-H、U-MOSⅨ-H,高压系列DTMOSⅣ具备高效率,低损耗,低导通电阻等功能,封装及耐压范围广,可以满足客户各种的应用需求。据介绍,东芝MOSFET的沟道工艺及超级结工艺使我们的产品可以提供更低的导通电阻和更高的开关速度性能。东芝使用最新的芯片封装技术,在保证低导通电阻及高效率的基础上,有助于最终产品的小型化。所谓超级结工艺(DTMOSⅣ)是一种P层的垂直构造工艺,使得东芝DTMOS第IV代系列产品可以在拥有高耐压的同时保持低导通电阻的性能。通过应用单层外延的工艺技术,DTMOS第IV代可以实现高性能、高效率,这主要得益于它精简的几何构造及生产过程。
 
 
 
单层外延工艺技术
 
会上,东芝还展示了碳化硅MOSFET模块,覆盖1200V、1700V、3300V,具备低杂散电感、低热阻、高可靠性等特点。另外还有高可靠、节能、省空间的光耦光继电器产品,以及部分面向车载的分立器件产品,可满足客户的各类需求。
本届展会上,东芝展出的一系列适用于各类可再生能源领域的产品能够完美满足市场需求。在未来,东芝还将继续深耕研发,为客户提供更完善、更可靠的产品,为即将全面到来的可持续发展社会贡献自己的一份力量。
toshiba-semicon-storage.com
 

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