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高鐵"核芯"產(chǎn)業(yè)化在陜西省取得重大突破
發(fā)布時間：
2015-11-04 12:00
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高鐵時速如何達到380公里？大功率IGBT（絕緣柵雙極晶體管）模塊是其必不可少的功率“核芯”。3月12日，在中國北車永濟電機西安永電公司，技術(shù)人員對封裝好的IGBT模塊進行了測試。該公司突破了IGBT產(chǎn)業(yè)鏈中設計封裝、制造、測試及應用環(huán)節(jié)一系列技術(shù)難題，實現(xiàn)了國產(chǎn)高壓大功率IGBT模塊的產(chǎn)業(yè)化。
IGBT具有高頻率、高電壓、大電流、易開通和關(guān)斷等性能特點，是國際上公認的電力電子技術(shù)第三次革命的代表性產(chǎn)品，可廣泛應用于軌道交通、風力發(fā)電、光伏發(fā)電、電動汽車、直流輸變電、工業(yè)變頻、家用電器等領域。長期以來，IGBT產(chǎn)業(yè)鏈核心關(guān)鍵技術(shù)均被國外公司壟斷。為滿足我國軌道交通建設和新能源發(fā)展的迫切需求，西安永電公司和西安理工大學、西安工程大學進行產(chǎn)學研合作，共同開展IGBT產(chǎn)業(yè)核心關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，其承擔的“高壓大功率IGBT模塊研制及產(chǎn)業(yè)化”項目榮獲陜西省2014年度科學技術(shù)獎一等獎。
在生產(chǎn)車間，記者見到了大小、形狀各異的IGBT模塊。據(jù)技術(shù)人員介紹，這些產(chǎn)品外觀看似平常，實際上它們的設計、工藝、測試、應用過程極為復雜，技術(shù)含量非常高。為了達到額定電流等級，往往需要多個IGBT芯片和FRD芯片并聯(lián)使用。由于芯片參數(shù)各異，技術(shù)人員需反復試驗，完成芯片的篩選、配組及芯片的排布設計。同時，由于IGBT模塊封裝材料種類繁多，需要根據(jù)IGBT模塊要求的電氣特性，綜合考慮材料之間的匹配性及成本來選取材料。此外，技術(shù)人員還需攻克結(jié)構(gòu)設計、焊接、鍵合、灌封、測試環(huán)節(jié)中一系列技術(shù)難題，才能確保IGBT模塊產(chǎn)品的高可靠性。
在研發(fā)過程中，西安永電公司成功突破了一系列關(guān)鍵核心技術(shù)，打破了國外技術(shù)壟斷，創(chuàng)造了多個國內(nèi)第一。為了提升模塊設計效率，節(jié)約設計成本，公司在國內(nèi)率先開發(fā)了IGBT模塊仿真系統(tǒng)，用于模塊熱、磁、力等特性的仿真，形成了一系列自主知識產(chǎn)權(quán)。同時，在IGBT模塊封裝設計與制造、可靠性設計與評測、驅(qū)動保護電路設計與測試等環(huán)節(jié)，公司也擁有多項自主知識產(chǎn)權(quán)。截至目前，項目共申請專利130余項，發(fā)表論文28篇。
據(jù)介紹，公司的研發(fā)產(chǎn)品已實現(xiàn)在機車牽引變流裝置、地鐵變流器、風電變流器、光伏逆變器、工業(yè)變頻器、汽車變流裝置中的廣泛應用，大大推動了我省乃至全國IGBT產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
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