IGBT推动牵引技术进步

　　英飞凌科技（中国）有限公司家电及工业功率器件市场经理陈子颖

　　火车从蒸汽机、内燃机发展到今天的电力机车完全是得益于电力电子技术的发展，尤其值得一提的是1995年英飞凌推出了高压大功率牵引级IGBT模块产品，这使得电力机车更节能、更舒适，高速奔驰在城市之间、国家之间。2007年4月份，法国最新一代高速列车TGV创下了时速574.8公里的世界最高纪录，这辆列车采用了300多个英飞凌的IGBT模块。这些模块同时也可将巨大制动能量反馈给电网，从而实现超高能效。

　　英飞凌当年在IGBT技术上跨出重要一步给传统牵引技术带来了发展机遇和空间。英飞凌自上世纪80年代后期一直致力于IGBT产品的开发，在1995年就研制出第一个3300V高压IGBT牵引级模块，1999年推出6500VIGBT。

　　2006年英飞凌把沟槽栅场终止TrenchStop技术引入高压IGBT，使得IGBT本身的效率大大提高，如6500V的产品由于导通压降从5.3V降到了3.5V，器件的开通损耗减小了约30%，从器件级实现了高能效。

　　机车牵引把可靠性放在第一位，国际铁路行业有自己的质量体系标准和认证体系，即IRIS，英飞凌首先作为半导体企业获得了认证。机车牵引从原理上来看是马达驱动技术，是一个电压特别高、功率特别大的马达驱动技术，而且工作环境严酷、可靠性要求高。牵引应用是电力电子应用领域要求最严格的，可靠性和寿命要求最高，功率高达10MW，每个IGBT承受的最高电压可高达6.5kV，每标称电流高达600A。牵引级高压大功率IGBT与普通工业级的IGBT模块不同，牵引的工作环境严酷，负载剧烈变化，对IGBT模块的寿命影响很大，这就需要采用特定的技术来提高器件的温度循环寿命和功率循环寿命。我们的牵引级高压大功率器件温度循环寿命是工业级的10倍。

　　英飞凌高压大功率IGBT模块IHM/IHV的主要应用包括：电力机车、动车组和地铁牵引以及电动大客车和混合动力建筑机械，也包括其他应用的大功率工业驱动器。为牵引驱动提供的IHM/IHVIGBT模块，3300V和6500V都采用了TrenchStopIGBT芯片技术，使得IGBT本身的效率大大提高。

　　铁路机车的高效、节能、智能、安全离不开半导体技术，特别是电力电子技术和功率半导体技术。英飞凌能够为电力和能源传输管理、电力牵引的各个环节提供最尖端的技术以及品种齐全的创新产品。