來自風力發(fā)電設計挑戰(zhàn) 直面以對

      PrimePack 是一種新的大電流 IGBT 模塊，內(nèi)部寄生電感很小，功率和溫度循環(huán)周次高，其目標市場之一就是風力發(fā)電應用。

      圖4：英飛凌針對風電整流器市場的 PrimePack 大電流 IGBT 模塊。

      IXYS 則偏好整流二極管。Bradley Green 說：“每種二極管都有它自己的特性，因此不同的客戶可能為某一應用選擇不同類的二極管。不過，風機有二個簡單的要求：最高的可靠性和大功率處理能力。在 5-6 MW 功率級別上，這些基本要求使得你只能選擇陶瓷封裝二極管。”

      最近，IXYS 專門針對像風力發(fā)電這樣的高電壓應用開發(fā)出了額定工作電壓高達 3400 V 的整流器模塊 MDD75-34N1，它含有兩個二極管，每個二極管在外殼溫度為 100℃ 時的平均額定電流為 175 A。它通常應用在風力發(fā)電系統(tǒng)前端的整流級。

      “對于 2500 V 以上的高效率大功率整流應用而言，這一新系列產(chǎn)品代表著一個巨大的技術突破，” Bradley Green 表示，“我們的大多數(shù)競爭對手現(xiàn)在仍在為提高 2000 V 以上整流器產(chǎn)品的可靠性而傷腦筋，這一 3400 V 整流器模塊的推出進一步凸顯了 IXYS 在雙極高電壓大功率領域長期以來的市場領導地位。”
 
       逆變器要求可靠性更高 IGBT
      風電是一種極其不穩(wěn)定的能源，風的強度每分種都在變化，一天中風力也不一樣，而且一年四季可能會面臨極端高溫、低溫以及颶風。作為風能的變換和控制關鍵器件，IGBT 模塊會承受功率和溫度的頻繁變化，這會使得 IGBT 壽命縮短。在 IEC60747 中，IGBT 模塊的重要可靠性指標就是功率周次和溫度周次。

      由于風電系統(tǒng)的需求把功率逆流器輸出功率提到了一個新高度，這就需要新的功率半導體技術和模塊封裝技術來降低逆變器損耗，提高效率和實現(xiàn)更高的功率密度。

      陳子穎表示：“我們第四代 IGBT4 模塊的最高工作結(jié)溫已從 125 ℃ 提高到了 150 ℃，這使得系統(tǒng)能效比有了顯著的提高。目前采用 IGBT4 芯片的英飛凌 IGBT 模塊功率周次比上一代產(chǎn)品在相同工作條件下提高了 5 倍，新的封裝形式(如 PrimePack )溫度周次提高了 7 倍。”
      IXYS 公司全球銷售副總裁 Bradley Green 也指出：“在許多風電應用場合，普通塑封 IGBT 模塊的可靠性和效率已經(jīng)無法滿足系統(tǒng)的可靠性要求，必須采用可靠性更高的陶瓷壓接式 IGBT。”