东芝IEGT技术 助力荣信成就电力电子行业领先地位

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东芝电子(中国)有限公司 分立器件战略业务企划统括部高级经理 屈兴国

　　电力的出现不仅带来了第二次工业革命，更是现代人类社会发展的基石。在电力的发展历史上，有两个人的名字你绝不陌生，一位是爱迪生，他发明了直流电，另一位则是特斯拉，他发明了交流电，你也许会好奇为什么现在世界上绝大多数电网都使用交流电，那是因为交流电发电机结构简单、耐用，在当时的技术水平下更容易变换电压，只需通过变压器就可以在远距离传输时将电压升高到几十到几百千伏，显著减少电网传输时的损耗。

　　然而交流电在使用中无可避免的会牵扯到无功功率和功率因数，由于感性、容性或非线性负荷的存在，导致系统存在无功功率。这就需要无功功率补偿器来帮助提升功率因数，降低电力消耗成本。

　　无功补偿设备正是现代电力电子行业的主要产品，包括SVC静止式动态无功补偿装置，以及容量更大效果更出众的SVG/ STATCOM静止无功发生器，其中的核心器件都是大功率半导体开关器件。相对于传统的GTO和模块IGBT器件，IEGT器件让SVG/STATCOM能够以较简单的结构，实现容量和耐压水平的大幅度提升。为深入了解情况,我们专门采访了国内电力电子行业的龙头企业荣信电力电子股份有限公司副总裁仲跻升。

　　“荣信自1995年起就将电力电子技术作为主攻方向，是国内电力电子行业第一家上市公司，现已发展为中国高压大功率电力电子行业的领军企业”，仲跻升副总裁在介绍荣信发展历程时充满了自信与骄傲。荣信目前拥有从研发到制造的完整产业链，产品线覆盖高中低压领域，致力于为能源工业领域提供优化电能质量，和节能降耗的电力电子设备成套解决方案。被誉为“人造太阳”而广受世界瞩目的“ITER” 国际热核聚变实验堆，是目前全球规模最大、影响最深远的国际科研合作项目之一，荣信为其配套的SVC技术难度为当今世界之最(电压66kV，总容量750MVA)，同时还为ITER工程提供了14套大功率整流装置 (±1.35kV, 55kA)均标志着荣信领先的技术实力。

　　荣信电力电子旗下的主要产品包括无功补偿设备SVC、SVG/STATCOM、柔性直流输电设备和高压变频器。SVG/STATCOM由SVC发展而来，体积更小，而且SVG可以更加快速的抑制电网的电压波动和谐波，对于提升电网整体稳定性和安全性十分必要。由荣信研制的世界最大容量的STATCOM(200MVA，35kV)，应用于南方电网变电站。南方电网建成的世界首个多端柔性直流输电工程，是国家863科技计划重大专项，荣信研制了其中最大的±160KV/200MVA柔性直流输电换流阀，使我国成为世界首个攻克多端柔性直流输电技术难题的国家。其升级版，位于云南罗平的，亚洲电压等级最高，容量最大的柔性直流输电换流阀(±350kV，1000MW)，目前也正在紧张的施工过程中。而荣信的变频器品类和技术全面性行业领先，由荣信研制的中国首套大功率变频装置，应用于中石油西气东输工程，打破了国外企业的长期垄断。

　　荣信在西气东输的大功率马达驱动、南方电网的STATCOM和柔性直流输电项目上采用了IEGT器件，仲跻升副总裁专门讲解了IEGT器件替代模块IGBT器件带来的好处。首先是IEGT的功率更大而体积更小，传统的应用于电力系统中的模块IGBT器件电压最高也就3.3kV、电流1500A左右，而东芝IEGT可以达到4.5kV和3000A，因此可承受的功率更大，由此而带来的好处就是在设计大容量电力电子设备时，能够减少串并联的数量，减少了由于每个器件之间特性差异带来的筛选成本，也使设备体积大幅缩小。同时东芝IEGT采用压装式设计，具备失效短路特性，相比于模块IGBT的模块封装式设计，性能更加可靠，在器件出现意外损坏时，对设备其他器件的影响更小，因此系统的安全性能也就更高。

　　随后在对东芝电子分立器件技术部屈兴国的采访中，也印证了IEGT的技术优势。东芝通过采取“注入增强结构(IE：Injection Enhanced)”实现了低通态电压，推出专利产品IEGT，有效地实现了大功率变频器的节能，而且其优势随着大功率项目功率等级和电压等级的不断提高而逐步提升。由于IEGT的电流密度高，采用内部无引线键合技术，双面水冷散热，大大地提高了整个系统功率密度和可靠性，并缩小设备的体积，减少占地面积。IEGT控制的门极驱动电流小，它既能减少系统的损耗，也能提高元件的使用寿命，且IEGT调速空载时系统损耗低，符合绿色节能的要求，使得系统运行成本更为经济。总之，IEGT完全可以满足大功率、小型化、高效、节能环保的市场新需求。

　　荣信股份仲跻升副总裁强调，IEGT的优势能够展现在电力电子设备中，荣信自身的研发实力极为重要，这也是荣信坚持发展高端产品、开拓海外市场的战略得以实施的根本，东芝IEGT器件主要应用在100MVA以上的大功率SVG设备中，此类大功率设备荣信产品的市占率达到50%以上。荣信在与东芝长达8年的合作中，逐步强化沟通合作，为打造出更大功率及更加节能环保的电力电子设备而共同努力。

　　东芝在半导体业务上的实力因发明了NAND闪存而被广大消费者熟知，其实东芝在半导体和存储业务历史悠久，产品涉及范围很广，包括LED、功率器件、汽车仪表、图像传感器、闪存芯片等等。在功率器件方面，东芝一直致力于功率密度的提升，推出了高压超极结DTMOS-4产品，该系列的产品采用了单层外延工艺，不但提高了生产效率，并使MOS的RDS(ON)温度特性大大提高。从而满足了高效、节能环保的市场需求，必促进电源技术的新发展。

　　东芝正在与中国企业一起，为发展更为先进高效的能源产品而共同努力着，通过提供优秀产品与全方位的解决方案，以科技应人类之求，共创一个节能、环保、智能化的社会，正是东芝在中国期望的美好愿景。(广告)

　　GTO：门极关断型晶闸管

　　IGBT：绝缘栅双极型晶体管

　　IEGT：电子注入增强栅晶体管

　　LNG：液化天然气

　　MOS：金属氧化物半导体

　　MVA：兆伏安

　　DTMOS-4：东芝第4代的超级结MOS管

　　RDS(ON)：漏极D与源极S之间的导通阻值

　　SVC：静止式动态无功补偿装置

　　STATCOM：又称SVG，静止同步补偿装置