中科君芯IGBT應用——變頻家電

     變頻家電節能效果明顯，通常情況下變頻家電比定頻家電可節電30%~40%。2010年冰箱市場零售量、額分別達到3516萬臺、857億元，同比分別增長20.1%、24.1%；冰柜市場零售量、額分別達到532萬s臺、85億元，同比分別增長16.9%、18.1%；洗衣機市場零售量、額分別達到3304萬臺、515億元，同比分別增長24.8%、31.3%；空調市場零售量、額分別達到3674萬臺、1035億元，同比分別增長23.6%、24.4%（見圖3）。

     變頻家電領域的負載主要為調速電機，除輸出功率大小的不同外，其主電路拓撲結構基本類似，因此下面主要已變頻空調為主進行介紹。
      目前，空調分為變頻空調與定頻空調兩種。變頻空調就是在定頻空調基礎上更換了可變速的壓縮機并增加了變頻調速模塊，通過變頻調速模塊來改變壓縮機的轉速，避免了頻繁開關，從而達到變頻節能的效果，而IGBT 則充當了變頻調速模塊中的核心器件的角色。據英威騰招股說明書和合康變頻招股說明書，IGBT作為核心部件在中低壓變頻器和高壓變頻器成本中占比分別為24.7%和8.9%，變頻器未來的發展勢必帶動IGBT市場的快速增長。
      對于絕大多數消費者而言，影響定、變頻家電選擇的最重要因素是價格，目前看來這也是定頻家電相對變頻家電唯一的優勢，長期以來尷尬的價格瓶頸一直限制著變頻家電市場的增長。中國定、變頻空調均差價已經回落到800元以下。目前變頻空調比定頻空調的新增成本就在700~750元之間，基本來自于IGBT模塊及相關輔配件。而IGBT模塊長期由國外廠商把持，這種情況下，家電企業做變頻空調并不比做定頻空調來的賺錢。IGBT國產化后，模塊的成本將會顯著降低。這種成本作用更直接體現在IGBT國產化后對家電企業盈利能力的提升上。隨著變頻技術的日益成熟，定、變頻家電的差價將會越來越小，價差底線的攻破預示著變頻家電市場未來的大繁榮。
變頻空調在主電路拓撲如下所示：

      IGBT主要在變頻空調的兩個部分進行使用，前級的功率因數校正(PFC)部分，以及后級的逆變部分。前級PFC部分開口頻率較高，要求IGBT具備低的開關損耗。我公司的600V/15A產品KWBP15N60F 開關頻率高達40KHz，完全滿足前級PFC的開關需求，而后級逆變部分針對輸出功率的大小我公司1200V/15A的KWBW15N120F、1200V 25A的KWBW25N120U、1200V 40A的KWBW40N120S1、 KWBW40N120S2 幾款產品均能滿足應用需求。敬請各位用戶針對各自產品功率等級及結構特點選取相應IGBT產品。
      另外，除了變頻家電，無火烹飪時尚家用電磁爐也有IGBT的用武之地。從單一功能到一爐多用，從單頭到多頭，電磁爐逐漸由輔助炊具向主要炊具演變，IGBT由于其高頻、低損耗的特性成為電磁爐內的關鍵器件。我公司共有兩款產品滿足該領域KWBW40N120S1、 KWBW40N120S2，其中S2產品基本和國外Infineon產品殼溫相接近，但采用的是一種特殊結構因此價格較貴。而S1產品殼溫雖然較S2產品稍高，但成本上更具優勢。