
作為功率變換領域的全球領軍者,Power Integrations擁有四個突出的標簽:高效節能先鋒、出色的質量和大批量交付能力、提供全方位的設計支持工具和一家財務狀況良好的上市公司。
2021年9月9日,Power Integrations正式發布適用于在軌道交通和風電領域中的SCALE-iFlex? 家族新產品——SCALE-iFlex? LT和SCALE-iFlex? Single,以支持要求更為嚴苛的環境。
早在2019年Power Integrations就發布了配備主控制器的門級驅動產品SCALE-iFlex系列,以解決模塊化功率變換的挑戰。SCALE-iFlex系列產品功能全面,支持IGBT和碳化硅,有直流母線監測和溫度監測功能,最大耐壓可達到3300V等的高性能特點,適用于要求非常嚴格的風電、太陽能、牽引、工業控制等領域,很受對質量或功能性要求很高的客戶的歡迎。由于部分客戶有成本的壓力,有并聯的需求,又不需要有太多其他的功能,基于這個市場動向,2021年,性價比更高、支持多并聯的SCALE-iFlex LT和SCALE-iFlex Single系列產品應運而生。
在風電應用中具有高度的靈活性的SCALE-iFlex LT
目前,風能的裝機量在全球領域逐年增長。從2050年開始,市場預測在離岸建設風場會有很大的需求。建設在離岸不遠的海上的風機,質量要求比在陸地上的風機的質量更高,也就是對可靠性的要求會更高,Power Integrations SCALE-iFlex LT系列產品的目標市場就是風能,特別適用于3-5MW的海上風力渦輪機。
SCALE-iFlex LT系列產品中的LT,是Lite的縮寫,意思是輕量型,可以理解成SCALE-iFlex系列產品的簡化版本,特別適合控制成本的風電領域,此外它還能應用在光伏、工業控制領域。它的最大耐壓是1700V,支持17mm IGBT模塊輕松并聯,最多可支持六個通道的并聯,這也是在風能的應用中很普遍的并聯數目。
除了節省驅動器和模塊的成本外,SCALE-iFlex LT還降低了控制復雜性以及與模塊、接線、硬件和散熱有關的成本。即插即用型SCALE-iFlex LT雙通道門極驅動器靈活并聯可實現高系統電流,使開關性能保持一致;擁有高度耐用和抗噪(消除發射極串擾電流)性;其退飽和檢測利于提供精確的短路保護(每個模塊都有自己單獨的短路保護功能,這個特性Power Integrations是區別于目前其他廠商的特點)。此外,它使用并聯MAG實現一致的傳輸延遲,MAG之間的指令信號傳輸延遲差異<20ns,可確保出色的動態均流控制;擁有高級有源鉗位(AAC)功能,在母排電感設計時,無論它產生的母排雜散電感是高還是低,都能完美控制住電壓尖峰,以保證產品不被損壞。
為軌道交通定制的SCALE-iFlex Single
盡管新冠疫情導致經濟放緩,但全球電氣化鐵路運輸市場仍將穩步增長,雙層動力機車和單層動力機車都將有比較大的增量。基于這個市場的變化和客戶不需要在機車上應用并聯方案的實際需求,Power Integrations定制發布了一款名為SCALE-iFlex Single的產品。Single從字面上的理解,主要的方向不是并聯應用,是單模塊應用。它也集合了SCALE-iFlex家族的特點。
適用于流行的“新型雙通道”100mm x 140mm IGBT模塊的SCALE-iFlex Single門極驅動器,支持耐壓在3300V以內的模塊,可滿足軌道交通應用中的常見要求,非常適合鐵路、輕軌、有軌電車、地鐵、可再生能源發電以及其他需要外形緊湊、堅固耐用的驅動器解決方案的高可靠性應用。采用Power Integrations的SCALE-2? ASIC技術,使元件數量大幅減少。ASIC還可在正常操作期間提供高級有源鉗位(AAC)過電壓保護,這比簡單的軟關斷有很大的改進,可在開通期間出現短路時增加額外的保護。并且它還經過三防漆處理,可提供加強絕緣。當模塊并排安裝時,隔離型外殼可確保模塊之間的絕緣安全。這些器件已經通過軌道標準IEC 61373 - Class 1B(沖擊和振動)、IEC 61000-4-x(EMC測試)和IEC 60068-2-x(一系列環境測試)的預認證。此外,它還可提供老化測試選項。同時SCALE-iFlex Single門極驅動器在85°C環境溫度且無風冷時的額定峰值輸出電流為每通道20A,額定功率為每通道1.5W MAG(模塊適配門極驅動器)。在提供風冷或在較低的環境溫度下,可實現更高的功率水平。同時滿足工業的標準,提供光纖和電氣兩種接口方案供選擇。
在討論為什么Power Integrations的方案會有比其他的方案更好的地方時,Power Integrations應用工程師經理王皓指出,我們每個MAC上面都會有一個獨立的驅動電路,這個獨立的驅動電路的優勢得益于PI使用自己的芯片。與之對應,其他競爭對手使用的是單推動級直接驅動并聯多個IGBT模塊的方案。他們的機械結構形式與我們非常相似,也是六個通道的并聯,并聯時每個并聯的模塊上會有一個適配板。不同的是其每個適配板上的門極回路不是獨立的,而是跟它的外圍主板形成了一個大的換流回路,也就是說所有的門極回路都是耦合在一起的,這時會產生發射極循環電流,導致效率較低,而且驅動不匹配也可導致無法實現精確均流。
不斷擴展的Power Integrations SCALE-iFlex系列家族產品正以其更高均流性、更多功率、更高效率、更低系統成本等明顯優勢得到越來越多客戶的青睞。SCALE-iFlex LT和SCALE-iFlex Single系列新產品現可供貨,并將在2021年第四季度全面投產。
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