来自风力发电设计挑战 直面以对

      PrimePack 是一种新的大电流 IGBT 模块，内部寄生电感很小，功率和温度循环周次高，其目标市场之一就是风力发电应用。

      图4：英飞凌针对风电整流器市场的 PrimePack 大电流 IGBT 模块。

      IXYS 则偏好整流二极管。Bradley Green 说：“每种二极管都有它自己的特性，因此不同的客户可能为某一应用选择不同类的二极管。不过，风机有二个简单的要求：最高的可靠性和大功率处理能力。在 5-6 MW 功率级别上，这些基本要求使得你只能选择陶瓷封装二极管。”

      最近，IXYS 专门针对像风力发电这样的高电压应用开发出了额定工作电压高达 3400 V 的整流器模块 MDD75-34N1，它含有两个二极管，每个二极管在外壳温度为 100℃ 时的平均额定电流为 175 A。它通常应用在风力发电系统前端的整流级。

      “对于 2500 V 以上的高效率大功率整流应用而言，这一新系列产品代表着一个巨大的技术突破，” Bradley Green 表示，“我们的大多数竞争对手现在仍在为提高 2000 V 以上整流器产品的可靠性而伤脑筋，这一 3400 V 整流器模块的推出进一步凸显了 IXYS 在双极高电压大功率领域长期以来的市场领导地位。”
 
       逆变器要求可靠性更高 IGBT
      风电是一种极其不稳定的能源，风的强度每分种都在变化，一天中风力也不一样，而且一年四季可能会面临极端高温、低温以及飓风。作为风能的变换和控制关键器件，IGBT 模块会承受功率和温度的频繁变化，这会使得 IGBT 寿命缩短。在 IEC60747 中，IGBT 模块的重要可靠性指标就是功率周次和温度周次。

      由于风电系统的需求把功率逆流器输出功率提到了一个新高度，这就需要新的功率半导体技术和模块封装技术来降低逆变器损耗，提高效率和实现更高的功率密度。

      陈子颖表示：“我们第四代 IGBT4 模块的最高工作结温已从 125 ℃ 提高到了 150 ℃，这使得系统能效比有了显著的提高。目前采用 IGBT4 芯片的英飞凌 IGBT 模块功率周次比上一代产品在相同工作条件下提高了 5 倍，新的封装形式(如 PrimePack )温度周次提高了 7 倍。”
      IXYS 公司全球销售副总裁 Bradley Green 也指出：“在许多风电应用场合，普通塑封 IGBT 模块的可靠性和效率已经无法满足系统的可靠性要求，必须采用可靠性更高的陶瓷压接式 IGBT。”