東芝電子(中國)有限公司 分立器件戰(zhàn)略業(yè)務企劃統(tǒng)括部高級經(jīng)理 屈興國

電力的出現(xiàn)不僅帶來了第二次工業(yè)革命，更是現(xiàn)代人類社會發(fā)展的基石。在電力的發(fā)展歷史上，有兩個人的名字你絕不陌生，一位是愛迪生，他發(fā)明了直流電，另一位則是特斯拉，他發(fā)明了交流電，你也許會好奇為什么現(xiàn)在世界上絕大多數(shù)電網(wǎng)都使用交流電，那是因為交流電發(fā)電機結(jié)構(gòu)簡單、耐用，在當時的技術(shù)水平下更容易變換電壓，只需通過變壓器就可以在遠距離傳輸時將電壓升高到幾十到幾百千伏，顯著減少電網(wǎng)傳輸時的損耗。

然而交流電在使用中無可避免的會牽扯到無功功率和功率因數(shù)，由于感性、容性或非線性負荷的存在，導致系統(tǒng)存在無功功率。這就需要無功功率補償器來幫助提升功率因數(shù)，降低電力消耗成本。

無功補償設備正是現(xiàn)代電力電子行業(yè)的主要產(chǎn)品，包括SVC靜止式動態(tài)無功補償裝置，以及容量更大效果更出眾的SVG/ STATCOM靜止無功發(fā)生器，其中的核心器件都是大功率半導體開關器件。相對于傳統(tǒng)的GTO和模塊IGBT器件，IEGT器件讓SVG/STATCOM能夠以較簡單的結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)容量和耐壓水平的大幅度提升。為深入了解情況,我們專門采訪了國內(nèi)電力電子行業(yè)的龍頭企業(yè)榮信電力電子股份有限公司副總裁仲躋升。

“榮信自1995年起就將電力電子技術(shù)作為主攻方向，是國內(nèi)電力電子行業(yè)第一家上市公司，現(xiàn)已發(fā)展為中國高壓大功率電力電子行業(yè)的領軍企業(yè)”，仲躋升副總裁在介紹榮信發(fā)展歷程時充滿了自信與驕傲。榮信目前擁有從研發(fā)到制造的完整產(chǎn)業(yè)鏈，產(chǎn)品線覆蓋高中低壓領域，致力于為能源工業(yè)領域提供優(yōu)化電能質(zhì)量，和節(jié)能降耗的電力電子設備成套解決方案。被譽為“人造太陽”而廣受世界矚目的“ITER” 國際熱核聚變實驗堆，是目前全球規(guī)模比較大、影響比較深遠的國際科研合作項目之一，榮信為其配套的SVC技術(shù)難度為當今世界之比較(電壓66kV，總?cè)萘?50MVA)，同時還為ITER工程提供了14套大功率整流裝置 (±1.35kV, 55kA)均標志著榮信領先的技術(shù)實力。

榮信電力電子旗下的主要產(chǎn)品包括無功補償設備SVC、SVG/STATCOM、柔性直流輸電設備和高壓變頻器。SVG/STATCOM由SVC發(fā)展而來，體積更小，而且SVG可以更加快速的抑制電網(wǎng)的電壓波動和諧波，對于提升電網(wǎng)整體穩(wěn)定性和安全性十分必要。由榮信研制的世界比較大容量的STATCOM(200MVA，35kV)，應用于南方電網(wǎng)變電站。南方電網(wǎng)建成的世界首個多端柔性直流輸電工程，是國家863科技計劃重大專項，榮信研制了其中比較大的±160KV/200MVA柔性直流輸電換流閥，使我國成為世界首個攻克多端柔性直流輸電技術(shù)難題的國家。其升級版，位于云南羅平的，亞洲電壓等級比較高，容量比較大的柔性直流輸電換流閥(±350kV，1000MW)，目前也正在緊張的施工過程中。而榮信的變頻器品類和技術(shù)全面性行業(yè)領先，由榮信研制的中國首套大功率變頻裝置，應用于中石油西氣東輸工程，打破了國外企業(yè)的長期壟斷。

榮信在西氣東輸?shù)拇蠊β蜀R達驅(qū)動、南方電網(wǎng)的STATCOM和柔性直流輸電項目上采用了IEGT器件，仲躋升副總裁專門講解了IEGT器件替代模塊IGBT器件帶來的好處。首先是IEGT的功率更大而體積更小，傳統(tǒng)的應用于電力系統(tǒng)中的模塊IGBT器件電壓比較高也就3.3kV、電流1500A左右，而東芝IEGT可以達到4.5kV和3000A，因此可承受的功率更大，由此而帶來的好處就是在設計大容量電力電子設備時，能夠減少串并聯(lián)的數(shù)量，減少了由于每個器件之間特性差異帶來的篩選成本，也使設備體積大幅縮小。同時東芝IEGT采用壓裝式設計，具備失效短路特性，相比于模塊IGBT的模塊封裝式設計，性能更加可靠，在器件出現(xiàn)意外損壞時，對設備其他器件的影響更小，因此系統(tǒng)的安全性能也就更高。

隨后在對東芝電子分立器件技術(shù)部屈興國的采訪中，也印證了IEGT的技術(shù)優(yōu)勢。東芝通過采取“注入增強結(jié)構(gòu)(IE：Injection Enhanced)”實現(xiàn)了低通態(tài)電壓，推出專利產(chǎn)品IEGT，有效地實現(xiàn)了大功率變頻器的節(jié)能，而且其優(yōu)勢隨著大功率項目功率等級和電壓等級的不斷提高而逐步提升。由于IEGT的電流密度高，采用內(nèi)部無引線鍵合技術(shù)，雙面水冷散熱，大大地提高了整個系統(tǒng)功率密度和可靠性，并縮小設備的體積，減少占地面積。IEGT控制的門極驅(qū)動電流小，它既能減少系統(tǒng)的損耗，也能提高元件的使用壽命，且IEGT調(diào)速空載時系統(tǒng)損耗低，符合綠色節(jié)能的要求，使得系統(tǒng)運行成本更為經(jīng)濟?？傊?，IEGT完全可以滿足大功率、小型化、高效、節(jié)能環(huán)保的市場新需求。

榮信股份仲躋升副總裁強調(diào)，IEGT的優(yōu)勢能夠展現(xiàn)在電力電子設備中，榮信自身的研發(fā)實力極為重要，這也是榮信堅持發(fā)展高端產(chǎn)品、開拓海外市場的戰(zhàn)略得以實施的根本，東芝IEGT器件主要應用在100MVA以上的大功率SVG設備中，此類大功率設備榮信產(chǎn)品的市占率達到50%以上。榮信在與東芝長達8年的合作中，逐步強化溝通合作，為打造出更大功率及更加節(jié)能環(huán)保的電力電子設備而共同努力。

東芝在半導體業(yè)務上的實力因發(fā)明了NAND閃存而被廣大消費者熟知，其實東芝在半導體和存儲業(yè)務歷史悠久，產(chǎn)品涉及范圍很廣，包括LED、功率器件、汽車儀表、圖像傳感器、閃存芯片等等。在功率器件方面，東芝一直致力于功率密度的提升，推出了高壓超極結(jié)DTMOS-4產(chǎn)品，該系列的產(chǎn)品采用了單層外延工藝，不但提高了生產(chǎn)效率，并使MOS的RDS(ON)溫度特性大大提高。從而滿足了高效、節(jié)能環(huán)保的市場需求，必促進電源技術(shù)的新發(fā)展。

東芝正在與中國企業(yè)一起，為發(fā)展更為先進高效的能源產(chǎn)品而共同努力著，通過提供優(yōu)秀產(chǎn)品與全方位的解決方案，以科技應人類之求，共創(chuàng)一個節(jié)能、環(huán)保、智能化的社會，正是東芝在中國期望的美好愿景。(廣告)

GTO：門極關斷型晶閘管

IGBT：絕緣柵雙極型晶體管

IEGT：電子注入增強柵晶體管

LNG：液化天然氣

MOS：金屬氧化物半導體

MVA：兆伏安

DTMOS-4：東芝第4代的超級結(jié)MOS管

RDS(ON)：漏極D與源極S之間的導通阻值

SVC：靜止式動態(tài)無功補償裝置

STATCOM：又稱SVG，靜止同步補償裝置