Podzespoły do elektroniki dużej mocy

Komponenty do aplikacji dużej mocy można uważać za dobre odzwierciedlenie możliwości współczesnej elektroniki, które odgrywają coraz większą rolę w każdej gałęzi techniki i gospodarki, ale największe korzyści przynoszą w przemyśle i transporcie. Te dwa sektory są w Polsce w największym stopniu powiązane z nowymi inwestycjami, rozwojem i nowymi technologiami. Rozwój i realizacja wielu koncepcji wiążących się z przemysłem i nowoczesną motoryzacją (e-mobilnością) wiedzie przez elektronizację dotychczasowych urządzeń, w tym także tych do niedawna niedostępnych dla półprzewodników z przyczyn technicznych lub ekonomicznych.

Posłuchaj
00:00
Spis treści

Miniaturyzacja

Wiele aplikacji elektroniki mocy pracuje dzisiaj z napięciami przekraczającymi 500 V i prądami wykraczającymi poza 100 A, czyli mocą sięgającą 10 kW. Takie granice wyznaczają aplikacje w transporcie szynowym, motoryzacji elektrycznej oraz w sprzęcie przemysłowym. Bez względu na to, współczesne urządzenia muszą być możliwie nieduże. Wprawdzie w instalacjach dostępność miejsca nie jest zwykle problemem, jednak miniaturyzacja jest ważnym trendem w energoelektronice, bo pozwala na większą integrację, lepszą swobodę aplikacyjną oraz otwiera nowe możliwości w zakresie zastosowań. Budowane w oparciu o podzespoły mocy falowniki, zasilacze, ładowarki mają uniwersalną konstrukcję i mogą być aplikowane w różnych systemach. Mniejszy sprzęt ma niewątpliwie szerszy zakres takich możliwości.

Wiadomo, że do miniaturyzacji konieczne jest zwiększenie sprawności konwersji energii elektrycznej, stąd w tym temacie nieustannie pojawiają się na rynku ważne innowacje. Lepsze parametry komutacyjne podzespołów dużej mocy (np. SiC i GaN) zapewniają większą sprawność, pozwalając zmniejszyć liczbę elementów wykonawczych i tym samym ograniczyć zajmowane miejsce w obudowie urządzenia. Z kolei mniejsza liczba elementów to także oszczędność pieniędzy, prostsze sterowanie i serwisowanie. Wysoka sprawność to też mniejsze koszty chłodzenia, zasilania, ale także lepszy potencjał modernizacyjny. Wiadomo, że starsze rozwiązania falowników, zasilaczy, przełączników mogą nierzadko pracować przez długie lata i charakteryzują się dużą niezawodnością. W takiej sytuacji zmianę produktu na nowy mogą zapewnić tylko znacząco lepsze parametry, na przykład sprawności, które są w stanie przekonać firmy do opłacalności inwestycji. Dlatego w temacie sprawności wiele się dzieje.

Dla miniaturyzacji istotne są też zagadnienia związane z odprowadzaniem ciepła. Sprawne chłodzenie sprzyja miniaturyzacji, dlatego wiele innowacji nie kończy się na strukturach półprzewodnikowych, ale dotyczy także obudów komponentów. Wiele nowych rozwiązań półprzewodników mocy ma specjalnie zaprojektowane obudowy pod kątem aplikacyjnym, tak aby można było osiągnąć wysoki stopień integracji i dobre odprowadzanie ciepła. Takie zjawiska są charakterystyczne głównie dla branży motoryzacyjnej oraz wybranych rynków półprofesjonalnych, np. napędów silników BLDC w sprężarkach klimatyzatorów. W takim miejscu silnik, falownik i sterownik są zintegrowane w formie jednego komponentu.

Typy komponentów o największym potencjale
 
Największy potencjał rynkowy mają tranzystory mocy krzemowe (MOSFET i IGBT) oraz takie same elementy, ale wykonane z SiC i GaN. Zapewne, gdyby nie ich wyższe ceny oraz słaba dostępność, SiC i GaN byłyby na szczycie tego zestawienia. Rozwiązania w postaci modułów integrujących kilka tranzystorów w jednej obudowie to domena najwyższych mocy i bez wzglądu na technologię półprzewodnikową zawsze będą one potrzebne i używane. Triaki i tyrystory nie są postrzegane jako elementy perspektywiczne, głównie na skutek tego, że parametry tranzystorów są dzisiaj na tyle dobre, że konwersję mocy dokonuje się w inny sposób, tj. nie za pomocą regulacji kąta włączenia.
Spis treści
Powiązane treści
Nowe ładowarki NPB marki MEAN WELL
Semikron i Danfoss Silicon Power tworzą dostawcę elektroniki mocy
Półprzewodniki i moduły mocy – my je mamy!
Zobacz więcej w kategorii: Raporty
Komponenty
Komponenty indukcyjne
Produkcja elektroniki
Narzędzia ręczne i wyposażenie warsztatowe
PCB
Obwody drukowane
Produkcja elektroniki
Sprzęt i usługi do produkcji małoseryjnej/prototypowej
Elektromechanika
Złącza przemysłowe i energoelektroniczne
Komponenty
Obudowy i szafy dla elektroniki i przemysłu
Zobacz więcej z tagiem: Komponenty
Gospodarka
Pierwiastki ziem rzadkich - o co tyle zamieszania?
Raporty
Komponenty indukcyjne
Gospodarka
Mouser Electronics i Ampleon zawierają globalną umowę dystrybucyjną obejmującą rozwiązania zasilania RF

Komponenty indukcyjne

Podzespoły indukcyjne determinują osiągi urządzeń z zakresu konwersji mocy, a więc dążenie do minimalizacji strat energii, ułatwiają miniaturyzację urządzeń, a także zapewniają zgodność z wymaganiami norm w zakresie EMC. Stąd rozwój elektromobilności, systemów energii odnawialnej, elektroniki użytkowej sprzyja znacząco temu segmentowi rynku. Zapotrzebowanie na komponenty o wysokiej jakości i stabilności płynie ponadto z aplikacji IT, telekomunikacji, energoelektroniki i oczywiście sektorów specjalnych: wojska, lotnictwa. Pozytywnym zauważalnym zjawiskiem w branży jest powolny, ale stały wzrost zainteresowania klientów rodzimą produkcją pomimo wyższych cen niż produktów azjatyckich. Natomiast paradoksalnie negatywnym zjawiskiem jest fakt, że jakość produktów azjatyckich jest coraz lepsza i jeśli stereotyp "chińskiej bylejakości" przestanie być popularny, to rodzima produkcja będzie miała problem z utrzymaniem się na rynku bez znaczących inwestycji w automatyzację i nowe technologie wykonania, kontroli jakości i pomiarów.
Zapytania ofertowe
Unikalny branżowy system komunikacji B2B Znajdź produkty i usługi, których potrzebujesz Katalog ponad 7000 firm i 60 tys. produktów