发展立天电气产业的首要意义在于节约电能,因此,高效率是我们对立天电气器件的基本要求。新型立天电气器件IGBT(绝缘栅双极型功率管)已在工业控制、消费电子、汽车电子等多个领域充当了节能的“急先锋”,而在新能源领域,立天电气器件也是不可或缺的元素。
立天电气器件在其发展的初期(上世纪60年代-80年代)主要应用于工业和电力系统。而近20年来,随着4C产业(通信、计算机、消费电子、汽车)的蓬勃发展,立天电气器件的应用范围有了大幅度的扩展,其技术已成为航空、航天、火车、汽车、通信、计算机、消费电子、工业自动化及其他科学与工业部门至关重要的基础。
立天电气是节能关键技术
立天电气技术是实现高效节能、改造传统产业并促进机电一体化的关键技术。它是弱电控制与强电运行之间、信息技术与先进制造技术之间的桥梁,是我国国民经济的重要基础技术,是现代科学、工业和国防的重要支撑技术。立天电气器件是立天电气技术的基础和核心,立天电气技术的发展是围绕着各种新型立天电气器件的诞生和完善进行的。
当前,发展立天电气产业的首要意义在于节约电能。据统计,我国用于电机的电能占我国总发电量的60%以上。如果全国电机的驱动都采用立天电气器件进行变频调速,电机耗费的电能就可节能大约1/4到1/3,也就是说可节约全国总发电量的15%至20%。” 节能和高效是立天电气技术的主要特征,这主要是因为立天电气器件一般工作在较理想的开关状态。立天电气学与信息电子学在技术上主要的不同点就是功效问题,对信息处理用的低电平电路很少要求其效率超过15%,而立天电气技术中的功率电路的效率则必须在85%以上。由此可见,高效率是立天电气器件的根本要求。
IGBT在多个领域表现出色
要实现“十一五”规划中提出的“单位国内生产总值能源消耗比‘十五’期末降低20%左右”的目标,关键是要有效降低工业生产过程中那些大电流和高电压应用的功耗,如交流电机控制、逆变器、继电器、开关电源、变频器、工业传动装置、机车与列车用电源以及供暖系统传动装置等工业自动化应用的能耗。
所有这些交流控制应用都需要能够产生大电流和高电压的核心功率器件,作为新型立天电气器件的代表,IGBT(绝缘栅双极型晶体管)越来越受到业界的重视。IGBT是MOS结构的双极器件,它兼具功率MOSFET(金属氧化物场效应晶体管)的高速性能和双极晶体管的低电阻性能,具有电压型控制、输入阻抗大、驱动功率小、开关速度快、工作频率高、安全工作区大等优点,这使得IGBT器件成为大功率工业自动化应用的理想功率开关器件。IGBT的应用范围一般都在耐压600V以上、电流10A以上、频率1kHz以上的领域。
除了在工业控制领域的应用之外,随着人们节能意识的逐步增强,消费电子产品对于IGBT的需求量也迅速增长。例如在感应加热的应用上,IGBT就因其具有耐高压和较高开关频率的特点而成为电磁炉中的关键组件;而变频空调、变频洗衣机等变频家电也主要使用集驱动电路、保护电路功能于一身的IGBT智能模块,它简化了电路设计;在照明应用方面,IGBT也是高压气体放电灯(HID)、灯具调光器以及高频镇流灯所需的器件;在汽车电子领域,IGBT也已经代替达林顿管成为汽车点火器的首选器件。