电磁炉中的IGBT作用是什么? 电磁炉是怎样产生高频电流的?
IGBT就是门控三极管;IGBT温度传感器固定在门控管表面,两只脚,外形像二极管IN4148,监测门控管温度,经传导至运算处理器,过热时,停机保护,具有场效应管输入电流小的特点,同时又具有双极性晶体管电流密度高电压降比较小的特点,常用于电磁炉变频器等场合。
电流电压经过整流器转换为直流电,又经高频电力转换装置使直流电变为超过音频的高频交流电。
扩展资料:
IGBT的应用
1、作为电力电子重要大功率主流器件之一,IGBT已经广泛应用于家用电器、交通运输、电力工程、可再生能源和智能电网等领域。
2、在工业应用方面,如交通控制、功率变换、工业电机、不间断电源、风电与太阳能设备,以及用于自动控制的变频器。在消费电子方面,IGBT用于家用电器、相机和手机。
电磁炉的特点
1、加热速度快——电磁炉能使锅底的温度在15秒内升到300度以上,速度远快于油炉及燃气炉,大大节约烹调时间,提高出菜速度。
2、节能环保——电磁炉无明火,锅体自身发热,减少了热量传递损失,因而其热效率可达 80%至92%以上,而且无废气排放,无噪音,大大改善了厨房环境。
3、多功能性——电磁炉“炒、蒸、煮、炖、涮”样样全行。在上海,新三口之家一般都是用电磁炉,基本取代了煤气灶,管道煤气主要用淋浴器。
参考资料来源:百度百科-IGBT
参考资料来源:百度百科-电磁炉
1、名称不同:晶闸管简称为SCR,IGBT的中文名称为绝缘栅双极型晶体管。
2、材料不同:IGBT为全控型器件,SCR为半控型器件。
3、控制方式不同:SCR是通过电流来控制,IGBT通过电压来控制。SCR需要电流脉冲驱动开通,一旦开通,通过门极无法关断。
4、开关频率不同:SCR的开关时间较长,所以频率不能太高,一般在3-5KHZ左右;IGBT的开关频率较高。IGBT模块可达30KHZ左右,IGBT单管开关频率更高,达50KHZ以上。
5、市场前景不同:IGBT在逐步替代晶闸管,晶闸管在市场上的份额越来越少。
扩展资料
晶闸管和IGBT的应用:
1、IGBT已经广泛应用于家用电器、交通运输、电力工程、可再生能源和智能电网等领域。IGBT是能源变换与传输的核心器件,俗称电力电子装置的“CPU”,作为国家战略性新兴产业,在轨道交通、智能电网、航空航天、电动汽车与新能源装备等领域应用极广。
2、晶闸管被广泛应用于可控整流、交流调压、无触点电子开关、逆变及变频等电子电路中。
参考资料
百度百科-晶闸管
百度百科-IGBT
祥博电气在安徽绩溪设有大型生产制造基地,基地占地33300多平方米,首期投资6000余万元,现有员工200余人,装备了国际领先的真空钎焊和搅拌摩擦焊等生产线,并配备了先进的检测设备,能满足各类中高档散热设备的生产加工,是中国电力半导体器件用散热器行业最具竞争力的企业。同时,公司运用了现代企业管理理念,充分发挥整体优势,合理统筹掌控全局,使企业管理更加科学化、规范化。
转型升级,增强企业核心竞争力
近两年来,祥博电气从传统散热器产品的生产制造逐步转向科技含量高、市场潜力大的高端散热器技术和产品的研发,成立企业技术研发中心投入大量的人力、物力进行技术创新攻关,取得了重大突破和转型,成功实现了企业的转型升级,极大增强了企业核心竞争力,为企业今后的健康快速发展奠定了扎实技术基础。
祥博电气与各大科研院校进行广泛的产学研合作,提升了技术创新能力。公司与浙江大学、北京工业大学、西安交通大学、中国计量学院、中国电力科学研究院等建立技术合作关系。重点向用于特高压直流输电、柔性直流输电等装置的各种类型散热器产品及相关配套设备等方向发展,研究开发技术含量高、市场前景广的产品并实现产业化。公司与浙江大学进行联合攻关,共同承担的浙江省重大科技专项《特高压交-直流换流器阀体冷却技术》现已开发完成,项目于2012年底通过验收。公司与北京工业大学合作承担了晶闸管散热器热阻试验台项目的研发,为散热器设计优化提供了评价手段,为公司开发晶闸管用散热器技术打下良好基础。公司与西安交通大学共同进行了高性能微通道相变冷却技术研究项目。公司坚持“科技创新,以人为本”的经营理念,大力培养和增强企业自主创新能力。
注重研发 参与国家标准制定
祥博电气成立了杭州祥博电力电子传热高新技术研究开发中心,该中心被杭州市科学技术委员会认定为市级高新技术研发中心,研发队伍及技术支持由一支来自散热器行业专家及相关领域从业多年的专家及博士、硕士专业人才组成。祥博电气凭着专业的技术团队和创新的技术理念先后承担了国家火炬计划项目、科技部创新基金项目、浙江省重大科技专项、萧山区重点科技项目等各级科技项目的研发任务,科研成果丰硕,掌握了行业内最前沿的工艺和生产技术。
祥博电气为保证科技创新,确保新项目、新产品的开发,公司每年对技术开发的投入不断增加,技术开发费用实行专款专用。尤其是近三年来企业投入技术开发的费用不断增加,技术研究开发投入均占销售收入的6%以上,确保了科研开发资金的需求,为企业技术创新提供了资金保障。公司在加大科研开发力度的同时,还不断加快科技成果的转化,每年均有一大批具有自主知识产权的新产品、新技术、新工艺完成成果转化并形成批量生产,为企业带来新的生机。2013年,公司在直流输电的IGBT液冷散热器、新能源汽车电机控制器的液冷散热器、电动叉车的高效液冷散热系统、中频电炉的可控硅水冷散热器等方面研究又取得了重大突破。
近年来,祥博电气已取得多项发明专利和数十项实用新型和外观专利,公司研发的新产品中已有十余项被鉴定为浙江省级工业新产品,在技术上处国内领先水平。
凭着强大的技术研发和创新能力祥博电气已成为了行业内的引领者,祥博作为组长单位参与了散热器国家标准的起草工作,并制定了十几项企业标准。公司正朝着技术创新的方向不断发展,每年都有大量的新技术、新产品、新工艺、新专利应运而生。
产品丰富 业务合作广泛
祥博产品和技术广泛应用于电能(风力发电、太阳能光伏发电、水力发电、地热发电、蓄能发电、HVDC、Flexible HVDC、FACTS、SVC、SVG),城际交通(高速列车、电力机车、地铁、轻轨、电动汽车),传统工业(高/中频感应加热电源、电/点焊机电源、直流传动、交流变频、化工/碳素/冶金电解电源、UPS),高新技术(航天、航海、激光、通信、机器人、LED)等领域。多年来祥博电气以技术研发为基础,以客户需求为导向,以满足市场为目标,实现了个性化技术服务。凭着扎实的技术实力,祥博电气进入了国内输变电行业、机车行业所需的高端市场,同时也满足了欧美及中东市场对高端产品的需求。祥博电气已与国家智能电网研究院、中国电科院、许继集团、西安西电、荣信集团、南瑞继保、中国南车、中国北车、ABB、BOMBARDIER(庞巴迪)等国内外知名企业建立了稳定的业务合作关系,为企业的发展奠定了业务基础。2013年祥博电气还中标了两个多端柔性直流输电工程的散热器,分别是世界首个多端柔性直流输电工程--南方电网南澳160千伏多端柔性直流输电项目和国家电网舟山多端柔性直流输电示范工程。多端柔性直流适用于可再生能源并网、分布式发电并网、孤岛供电等,是当今世界电力电子技术应用领域的制高点。
祥博电气专注于散热技术的创新发展,立志成为该行业的引领者与资源的整合者,引领世界大功率半导体散热器的科技进步,将“祥博”发展成为世界知名品牌。
法定代表人:娄晓微
成立日期:2005-03-14
注册资本:4000万元人民币
所属地区:浙江省
统一社会信用代码:91330109770833113T
经营状态:存续
所属行业:制造业
公司类型:股份有限公司(非上市、自然人投资或控股)
英文名:HANGZHOU XENBO ELECTRIC CO.,LTD.
人员规模: 100-499人
企业地址:浙江省杭州市萧山区萧山经济技术开发区明星路371号3幢702室
经营范围:服务:电气散热产品、电子散热产品、机械散热产品的技术开发,货物、技术进出口(法律、行政法规禁止的项目除外,法律、行政法规限制的项目取得许可后方可经营)批发、零售:电气散热产品,电子散热产品,机械散热产品含下属分支机构经营范围。
IGBT(Insulated Gate Bipolar 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。
整流二极管:一种将交流电能转变为直流电能的半导体器件。通常它包含一个PN结,有正极和负极两个端子。二极管最重要的特性就是单方向导电性。在电路中,电流只能从二极管的正极流入,负极流出。
可控硅,是可控硅整流元件的简称,是一种具有三个PN结的四层结构的大功率半导体器件,亦称为晶闸管。具有体积小、结构相对简单、功能强等特点,是比较常用的半导体器件之一。该器件被广泛应用于各种电子设备和电子产品中,多用来作可控整流、逆变、变频、调压、无触点开关等。家用电器中的调光灯、调速风扇、空调机、电视机、电冰箱、洗衣机、照相机、组合音响、声光电路、定时控制器、玩具装置、无线电遥控、摄像机及工业控制等都大量使用了可控硅器件。
那么这个重要模块到底是怎样的呢?它其实只是指甲盖那么大的小方块,但别看体积小,能量却很大。如果没有这个小小的器件,电车、地铁、电气列车(动车、高铁),甚至飞机,船舶,以及凡是运用变频电机驱动的装备全都得趴窝。而它是采用IC驱动等各种驱动保护电路,然后利用新型封装技术,最终实现高性能的IGBT芯片。这其中它还将强电流、高压应用和快速终端设备用垂直功率自然进化,达到较低的压降,从而转换成一个低VCE(sat)的能力,以及IGBT的结构,这样就能支持更高的电流密度。
因此,IGBT芯片可以处理的能量和那些处理信息或存储数据的芯片不同。它的主要作用是控制和传输电能,指甲盖般大小的芯片组成的IGBT可以处理6500W以上的超高电压,因此其可以在短短1秒的时间内,实现10万次电流开关动作,从而让高铁飞速行驶。
并且IGBT的基板不仅需要承受超高电压,还要承担当于100台电炉发出来的热量。其中的沟槽栅结构,扩大了元件放置面积,满足了更加智能化、微小化的需求,但增加了散热负担,因此传统的基板更本无法承受。这时碳化硅基板就是它必不可少的重要部件。
碳化硅具有超高的绝缘性,耐击穿电压可高达20KV/mm。同时热导率比传统铝基板热导率1~2W/mk高出好多倍。因此IGBT可根据自身功率的大小灵活选择相应的 碳化硅电路板 ,从而达到散热的目的。并且,碳化硅基板电阻率均小于2.5×10-6Ω.cm,这样高压电流通过时发热就会更小。
所以,在未来更多IGBT模块的应用领域中,都会伴随着碳化硅电路板的出现,给广大用户带来更智能化的体验。
模组的原理很简单,一个主控单元均分功率至剩余9个从机单元。在弱光时,可适当切除一些模组,提高其低功率是运行效率。
智能输电主要涉及柔性交/直流输电技术、输变电设备状态监测与运行维护管理、输电线路智能化巡检、输电线路运行维护管理集约化等技术领域。柔性交流输电技术领域:开展柔性输电智能调度、智能运行、关键设备智能监测和控制等基础理论研究;开发控制策略先进、高电压等级、大容量的柔性交流输电装置,包括静止同步补偿器、静止无功补偿器、可控并联电抗器、晶闸管控制串联电容器、故障电流限制器等;研究配置柔性交流输电装置时的全局性技术问题、与常规控制保护配合问题。柔性直流输电技术领域:开展百兆瓦级柔性直流输电系统及核心设备的关键技术研究;开展大功率绝缘栅双极型晶体管(IGBT)关键技术研究,提高成套设计、制造、试验能力;研究柔性多端直流输电技术。输变电设备状态监测与运行维护管理领域:研究开发标准统一、技术先进的输变电设备状态监测装置和系统;研究输变电设备状态监测系统与生产管理系统(PMS)及雷电定位系统的信息集成关键技术;开展智能评估诊断与状态检修技术、智能防灾与仿真技术、标准化与全寿命周期管理技术研究。输电线路智能化巡检领域:开展直升机/无人机智能巡检应用研究。
开发小型化、模块化、标准化的机载巡检设备,缉哗光狙叱缴癸斜含铆实现机载智能巡检系统的集成化、低功耗、嵌入式;研发小型无人机飞行平台;研究无人机飞行控制、导航系统准度和精度控制技术,长距离实时通信技术;开发线路巡检实时数据分析诊断系统。
IGBT(Insulated Gate BIPOlar 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。据资料显示,株州某企业在2009年就实现了5寸线IGBT的量产,并获得了国家电网约2亿元的订单。这意味着我国已掌握了大功率IGBT产品的技术突破,我国IGBT的相关企业将获得广阔的市场空间,这是各路资金炒作科达股份等为代表的IGBT概念股的题材催化剂。从以往经验来看,一个板块能否出现疯狂炒作,与手机支付、物联网的炒作火爆相比,功率半导体已经被投资者逐渐关注的概念,随着对“IGBT”从陌生、了解到深入分析,由于产业策的滞后和相关基础的薄弱,IGBT等新型功率半导体应用的爆性前景与IGBT国产化的惨淡现状形成了极为鲜明的对比。可以说,目前国内企业,特别是上市公司,在IGBT核心技术产品方面值得挖掘,炒“IGBT”不仅仅是在炒预期,而是其发展趋势和前景。
低碳时代的热门词少不了“新能源”、“高铁”、“电动汽车”、“智能电网”,而这些产业或产品无一例外地依赖于功率半导体的应用,IGBT在目前阶段成为它们不可或缺的功率核“芯”。IGBT是节能与新能源领域核心电子元器件,其国产化符合国家节能与新能源产业发展需求!大功率IGBT国产将提升家电企业试用国产化IGBT的积极性。而中国IGBT企业技术成熟与产品良品率提升也将推动家电领域IGBT国产化进程,毕竟中国家电企业对IGBT国产化需求迫切!因此,目前是投资中国IGBT行业最佳时机,但IGBT的进口替代指可待,在高铁与智能电网领域,2010年下半年就有望实现量产突破;而家电节能领域的量产突破或将在2011年实现。中国正在成长为全球最大的功率半导体市场,预计2010年中国功率半导体器件市场将超过1000亿元,未来几年将以15%~20%的速度持续增长。
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。
主要上市公司:
科达股份(600986)、钱江摩托(000913)、华微电子(600360)、中环股份(002129)、
长电科技(600584)、台基股份(300046)等。