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功率器件技术如何逆袭工业应用市场?省电才是“真香”定律
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功率器件技术如何逆袭工业应用市场?省电才是“真香”定律
发布时间: 2021-06-10
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工业自动化是在工业生产中广泛采用自动控制、自动调整装置,用以代替人工操纵机器和机器体系进行加工生产的趋势,是21世纪现代制造领域重要的技术之一。不过,工业一直被称为“电老虎”,耗电量巨大是这一领域的显著特点,工业应用能效化的发展趋势,正是实现能效、环保、低成本的重要手段与技术方向!

 

举个栗子,全球约30%的电力用于驱动工业应用中的电机。按绝对值计算,到 2040 年,全球工业领域的能源消耗量预计将翻一番。因此,如何提升电机设备效率、升级电源系统、降低工厂整体用电成本,使得工厂自动化升级与“碳中和”、“碳达峰”的目标齐头并进,ELEXCON 2021深圳国际电子展开设【电源、功率器件与第三代半导体】展区,从半导体领域的技术创新来解读工业应用的关键挑战~
 
 

增强电机控制与电源系统,

工业自动化升级从细节抓起

 
 
 
 
 
 

 

常见的工业自动化应用包括食品、封装、物流系统和机器人等。为了在动态特性和精度方面达到更高要求,工业自动化产线的电机设备将高度依赖工业交流驱动和伺服驱动。以ELEXCON 2021参展商英飞凌为例,其XMC微控制器是高级电机控制系统的核心部件,能够快速计算级联控制任务,并以超高精度测量电流、位置和速度。英飞凌提供先进的电机控制解决方案,包括OptiMOS 、CoolMOS 和CoolSiC™ MOSFET、功率控制IC、EiceDRIVER™ 门极驱动器等丰富产品组合,从而增强工业自动化的各类应用
 

 

 
同时,对于许多专门制造汽车发动机等重型设备的工厂来说,高架龙门为不同加工阶段间进行货物运输提供了便捷的方式。为了提升每个工作站的灵活性,生产线往往在每个龙门上增加一个机器人,且一般使用电刷为高架龙门吊系统接电。不过,采用电刷的方式存在一定程度的不可靠性,而且额外增加了驱动龙门的动力,造成能源消耗。所以,先进的生产线转向采用非接触感应的电源系统来提高能量传输的可靠性与效率,不仅可以补偿感应发射器和接收器之间的距离差异,还能通过缩减重量和尺寸来最大限度减少惯性,从而减少驱动龙门所需的动力。
 

 

 
ELEXCON 2021参展商Vicor全新推出的DCM DC-DC 转换器产品,能够在9到1 (从高到低的输入范围)的极宽输入电压范围内工作,实现可靠、稳压的非接触感应电源系统,能够充分满足龙门机器人的电机驱动器、执行器以及控制系统的需求Vicor DCM DC-DC 转换器支持200 - 400V 的宽输入电压范围,拥有重量轻(仅29 克)与外形小巧(仅 47.7 x 22.8 x 7.2 mm)等一系列优势。
 

 

 
 

工业领域的第三代半导体崛起:

省电、省电、省电

 
 
 
 
 
 

 

近些年,基于硅(Si)、砷化镓(GaAs)半导体材料的功率器件受材料性能所限,正接近物理极限,产业发展进入瓶颈期。而以碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)为代表的第三代半导体材料,具有禁带宽度大、击穿电场强度高、热导率高、电子饱和速率高等特点,得到越来越广泛的应用。工业市场对产品的可靠性、稳定性有更高要求,因此SiC和GaN器件在工业市场有着更大的市场应用空间。
 
ELEXCON 2021参展商意法半导体是工业半导体市场领先的供应商之一,近年来也在持续推进SiC和GaN器件在工业领域的应用。意法半导体在SiC器件方面,拥有广泛的解决方案,包括分立器件、裸芯片、模块和持续扩大的产能,以支持市场的加速扩张。例如,意法半导体推出了采用SiC器件与数字控制的15kW双向PFC(3级T型),解决方案涵盖32位MCU、SiC MOSFET 、电气隔离栅极驱动器、模拟温度传感器以及高压变换器。其中,SiC MOSFETs搭配STM32G474可实现70kHz高开关频率运行,实现更高的运行效率,预计一年内将会至少节省330千瓦的能量(以每天运行12小时为例)。


 

中国本土的半导体厂商也在发力第三代半导体器件,如华润微在2020年发布的1200V SiC功率产品电流等级从2A到40A,主要聚焦于太阳能、UPS、充电桩、储能、车载电源等应用领域。安世半导体推出全新的功率GaN FET具有低至35mΩ(典型值)的 RDS(on) 性能,适用于2 kW至10 kW的单相AC/DC和DC/DC工业开关模式电源,特别是必须满足80 PLUS®钛金级效率认证的服务器电源和高效率要求的电信电源。
 
不仅如此,ELEXCON 2021深圳国际电子展【电源、功率器件与第三代半导体】展区还汇聚了威兆半导体、可易亚半导体、圣邦微电子、思远半导体、通科电子、凯艺斯电子、安盛德半导体等一众聚焦电源转换与功率应用领域的重磅玩家,邀您一起见证全新的电源、功率器件与第三代半导体技术即将全面赋能工业领域的能效化升级!

 

深圳国际电子展
 

 

 

2021年9月2日,ELEXCON深圳国际电子展现场还将举办2021新一代充电技术及产业链创新合作论坛,论坛信息如下:

 

指导单位:第三代半导体产业技术创新战略联盟

主办单位: 半导体产业网、博闻创意会展

承办单位:北京麦肯桥新材料生产力促进中心有限公司

 

论坛主题:

  • 前瞻第三代半导体产业发展趋势机遇

  • 解读PD快充市场及氮化镓技术进展

  • 分析充电桩市场及碳化硅技术进展

  • 探讨新能源充电桩建设、运营及投资

  • 聚焦新一代电源技术及创新应用

  • 智慧灯杆+充电桩的商业模式与投资机会

  • 加强产业链条资源的对接与合作

  • 寻找一站式电源解决方案

 

 

展会时间 | 2021年9月1-3日

地点 | 深圳国际会展中心(宝安)

 

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