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高铁"核芯"产业化在陕西省取得重大突破

字号:T|T时间:2015年03月19日  来源:陕西日报   作者:   点击率:38669

高铁时速如何达到380公里?大功率IGBT(绝缘栅双极晶体管)模块是其必不可少的功率“核芯”。3月12日,在中国北车永济电机西安永电公司,技术人员对封装好的IGBT模块进行了测试。该公司突破了IGBT产业链中设计封装、制造、测试及应用环节一系列技术难题,实现了国产高压大功率IGBT模块的产业化。

IGBT具有高频率、高电压、大电流、易开通和关断等性能特点,是国际上公认的电力电子技术第三次革命的代表性产品,可广泛应用于轨道交通、风力发电、光伏发电、电动汽车、直流输变电、工业变频、家用电器等领域。长期以来,IGBT产业链核心关键技术均被国外公司垄断。为满足我国轨道交通建设和新能源发展的迫切需求,西安永电公司和西安理工大学、西安工程大学进行产学研合作,共同开展IGBT产业核心关键技术攻关,其承担的“高压大功率IGBT模块研制及产业化”项目荣获陕西省2014年度科学技术奖一等奖。

在生产车间,记者见到了大小、形状各异的IGBT模块。据技术人员介绍,这些产品外观看似平常,实际上它们的设计、工艺、测试、应用过程极为复杂,技术含量非常高。为了达到额定电流等级,往往需要多个IGBT芯片和FRD芯片并联使用。由于芯片参数各异,技术人员需反复试验,完成芯片的筛选、配组及芯片的排布设计。同时,由于IGBT模块封装材料种类繁多,需要根据IGBT模块要求的电气特性,综合考虑材料之间的匹配性及成本来选取材料。此外,技术人员还需攻克结构设计、焊接、键合、灌封、测试环节中一系列技术难题,才能确保IGBT模块产品的高可靠性。

在研发过程中,西安永电公司成功突破了一系列关键核心技术,打破了国外技术垄断,创造了多个国内第一。为了提升模块设计效率,节约设计成本,公司在国内率先开发了IGBT模块仿真系统,用于模块热、磁、力等特性的仿真,形成了一系列自主知识产权。同时,在IGBT模块封装设计与制造、可靠性设计与评测、驱动保护电路设计与测试等环节,公司也拥有多项自主知识产权。截至目前,项目共申请专利130余项,发表论文28篇。

据介绍,公司的研发产品已实现在机车牵引变流装置、地铁变流器、风电变流器、光伏逆变器、工业变频器、汽车变流装置中的广泛应用,大大推动了我省乃至全国IGBT产业发展。

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