IGBT推動(dòng)牽引技術(shù)進(jìn)步

　　英飛凌科技（中國(guó)）有限公司家電及工業(yè)功率器件市場(chǎng)經(jīng)理陳子穎

　　火車從蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)發(fā)展到今天的電力機(jī)車完全是得益于電力電子技術(shù)的發(fā)展，尤其值得一提的是1995年英飛凌推出了高壓大功率牽引級(jí)IGBT模塊產(chǎn)品，這使得電力機(jī)車更節(jié)能、更舒適，高速奔馳在城市之間、國(guó)家之間。2007年4月份，法國(guó)最新一代高速列車TGV創(chuàng)下了時(shí)速574.8公里的世界最高紀(jì)錄，這輛列車采用了300多個(gè)英飛凌的IGBT模塊。這些模塊同時(shí)也可將巨大制動(dòng)能量反饋給電網(wǎng)，從而實(shí)現(xiàn)超高能效。

　　英飛凌當(dāng)年在IGBT技術(shù)上跨出重要一步給傳統(tǒng)牽引技術(shù)帶來(lái)了發(fā)展機(jī)遇和空間。英飛凌自上世紀(jì)80年代后期一直致力于IGBT產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，在1995年就研制出第一個(gè)3300V高壓IGBT牽引級(jí)模塊，1999年推出6500VIGBT。

　　2006年英飛凌把溝槽柵場(chǎng)終止TrenchStop技術(shù)引入高壓IGBT，使得IGBT本身的效率大大提高，如6500V的產(chǎn)品由于導(dǎo)通壓降從5.3V降到了3.5V，器件的開(kāi)通損耗減小了約30%，從器件級(jí)實(shí)現(xiàn)了高能效。

　　機(jī)車牽引把可靠性放在第一位，國(guó)際鐵路行業(yè)有自己的質(zhì)量體系標(biāo)準(zhǔn)和認(rèn)證體系，即IRIS，英飛凌首先作為半導(dǎo)體企業(yè)獲得了認(rèn)證。機(jī)車牽引從原理上來(lái)看是馬達(dá)驅(qū)動(dòng)技術(shù)，是一個(gè)電壓特別高、功率特別大的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)技術(shù)，而且工作環(huán)境嚴(yán)酷、可靠性要求高。牽引應(yīng)用是電力電子應(yīng)用領(lǐng)域要求最嚴(yán)格的，可靠性和壽命要求最高，功率高達(dá)10MW，每個(gè)IGBT承受的最高電壓可高達(dá)6.5kV，每標(biāo)稱電流高達(dá)600A。牽引級(jí)高壓大功率IGBT與普通工業(yè)級(jí)的IGBT模塊不同，牽引的工作環(huán)境嚴(yán)酷，負(fù)載劇烈變化，對(duì)IGBT模塊的壽命影響很大，這就需要采用特定的技術(shù)來(lái)提高器件的溫度循環(huán)壽命和功率循環(huán)壽命。我們的牽引級(jí)高壓大功率器件溫度循環(huán)壽命是工業(yè)級(jí)的10倍。

　　英飛凌高壓大功率IGBT模塊IHM/IHV的主要應(yīng)用包括：電力機(jī)車、動(dòng)車組和地鐵牽引以及電動(dòng)大客車和混合動(dòng)力建筑機(jī)械，也包括其他應(yīng)用的大功率工業(yè)驅(qū)動(dòng)器。為牽引驅(qū)動(dòng)提供的IHM/IHVIGBT模塊，3300V和6500V都采用了TrenchStopIGBT芯片技術(shù)，使得IGBT本身的效率大大提高。

　　鐵路機(jī)車的高效、節(jié)能、智能、安全離不開(kāi)半導(dǎo)體技術(shù)，特別是電力電子技術(shù)和功率半導(dǎo)體技術(shù)。英飛凌能夠?yàn)殡娏湍茉磦鬏敼芾?、電力牽引的各個(gè)環(huán)節(jié)提供最尖端的技術(shù)以及品種齊全的創(chuàng)新產(chǎn)品。