能源议题引发关注 功率半导体厂加速革新脚步
2007-02-05 18:01:25
来源:半导体器件应用网
全球暖化与气候变迁引发了人们对能源议题的高度关注,与提升能源使用效率的讨论成为热门话题。功率半导体制造商英飞凌(Infineon),这波趋势正为组件供货商带来更大挑战,促使他们加快产品改良速度以适应全球各地针对能源效率所订定的规范。
英飞凌亚太电源管理及供应方案行销主管陈清源引述ZEVI、CEMEP、CPES、EPA、NRDC等单位的综合统计资料指出,若以应用面来看,目前全球功率消耗量最大的是包含工厂自动化、工业、大众运输与家电的马达控制领域,占全球能源消耗量达55%;其次是照明的21%;网际网络类应用占10%;其它占14%;
“在所有应用项目中,为马达应用改善能源使用效率是极大的商机,特别是家电产品,还有40%的空间可改善使用效率以节省能源,”陈清源说。另外,工厂自动化与大运输这两大马达应用中,分别有超过30%与25%的能源效率改善空间;而在照明部份,能源效率改善空间也超过25%。
“在我们熟知的信息电子产品中,由于已善用了先进半导体技术,目前平均效率已达80%~90%甚至以上。因此,目前在一般消费/工业及照明等应用中,还有许多空间能改善源使用效率。”陈清源表示。
英飞凌是积极开发各种节能组件的功率半导体厂商之一,从发电厂、电力传输到使用终端,英飞凌都有相应的解决方案。举例来说,在主电力系统的传送过程中,英飞凌也提供了能避免因流经电线造成功率耗损的磁盘型IGBT产品,该公司表示。
为提升马达应用的能源使用效率,英飞凌提出了IGBT模块、GiPOS、EMCON、CoolMOS、无线变压器(Cordless Transformer)、8/16/32位微控制器等方案;在照明应用部份,英飞凌则具备CoolMOS、智能型镇流器(Smart ballast)与低成本微控制器;而针对包含网络在内的其它应用,该公司也提供了CoolMOS、SiC、智能控制IC、CoolSET、低成本微控制器等从分离式组件、电源模块、电源IC到微控器的相应解决方案。
以冷暖空调系统(HVAC)的马达控制为例,号称可节省用电量的变频功能正成为空调系统主流。“具变频功能的效率可达75%以上;而无变频功能的产品效率则小于60%,”陈清源表示。目前,该公司为变频马达驱动系统提供了包括IGBT、EMCON、CoolMOS、微控制器、闸驱动IC等关键技术。另外,针对照明应用,英飞凌也为新一代电子控制单元(ECG)提供了CoolMOS与智能型镇流器。
在所有的解决方案中,CoolMOS是应用最广泛的一种产品。英飞凌系统应用工程部主管吴荣辉指出,CoolMOS与其它竞争产品的最大不同之处,在于它能在Qg值与导通电阻(RDS(on))之间取得最佳平衡。Qg值是驱动闸极所需的电荷数量,可决定一个应用好不好驱动,通常该值愈低愈好;另一方面,RDS(on)也必须尽量降低。
不过,“由于Qg与RDS(on)是呈反比关系,因此不可能二者皆降,”吴荣辉表示。“但我们已透过采用专利设计方法,在这两者之间实现最佳折衷,”他说。另外,针对信息和消费性电子的电源供应器,英飞凌也提出了OptiMOS 3方案,能将电源供应器所需空间减少1/3。该公司表示,若所有目前使用的服务器均采用OptiMOS 3,将可节省一整座360万瓦发电厂所产生的电力。
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