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实现小型高效率的功率转换模块

功率电子

阿尔卑斯阿尔派运用独有材料实现小型高效率,并开展领先于需求的平台设计。

功率管理是各类产业和基础设施、业务和日常生活不间断的保障,在现代社会中的重要性与日俱增。在日本政府制定的能源基本计划中,提出了“3E+S”的课题,即要求达到能源的稳定供应(Energy security)、经济效率性(Economic efficiency)、环境符合性(Environment)、安全性(Safety)的完美平衡。
在这里受到关注的是“功率电子”技术。通过对功率转换与控制的管理,能实现更高效的能源稳定供应,且有望为解决全球变暖等环境问题作贡献。节能、创能、储能市场的飞速扩大、灾害和紧急事态等BCP*/LCP*对策、环保汽车的普及等,为了应对这些社会需求,提高便利性和市场性的新一代功率电子产品在众多领域备受期待。

*BCP: Business Continuity Plan (业务持续性计划)
*LCP: Life Continuity Plan (生活持续性计划)

向多领域发展的功率电子

致力发展功率电子领域

阿尔卑斯阿尔派运用在车载产品和民用设备中积累起来的技术和诀窍,发展功率电子领域并采取独有的举措。尤其在蓄电系统、电动汽车和插电式混合动力车充放电系统、太阳能发电等可再生能源领域倾注力量。
于是推出的“功率转换模块”由2台功率转换装置和控制板构成,功率半导体采用沟槽结构的SiC-MOSFET和使用我公司自行开发磁性材料Liqualloy™/利库罗依™的线圈。在维持高效率的同时,还实现了小型轻量化。阿尔卑斯阿尔派率先引进了以前被认为难以处理的SiC MOSFET,在性能和可靠性方面积累了市场业绩。

通过独有材料Liqualloy™/利库罗依™和SiC-MOSFET实现
传统产品1/3尺寸的小型化和95%的转换效率

新一代功率电子产品的前提技术条件是能够搭载在各种设备上,为了发挥卓越的节能效果,要求做到进一步的小型化和功率损耗降低。阿尔卑斯阿尔派的功率转换模块通过独有材料Liqualloy™/利库罗依™实现了划时代的小型高效率。
Liqualloy™/利库罗依™是拥有“过冷液态区”的非晶材料,在凝固点不会开始晶化。其卓越的特性有①低铁损(磁芯损耗少) ②高饱和磁通密度 ③容易粉末化 ④高温下的稳定性等等。如下图所示,与其他磁芯材料相比,它在高频切换区的损耗极低,而且与铁素体等其他常用的磁性材料相比,它具有高饱和磁通密度,适合功率电子产品的小型化。

从低温到高温,均维持特性稳定

表 <磁芯材料的饱和磁通密度和磁芯损耗>

饱和磁通密度 Bs(T) 磁芯损耗
(kW/m³@100kHz-100mT)
Liqualloy™/利库罗依™ 1.1 200~400
Fe-Ni (Hyflux) 1.35 550~1100
硅钢板 1.55 1400~2100
MnZn铁素体 0.35~0.5 100~

发挥Liqualloy™/利库罗依™在高速切换状态下的特性,阿尔卑斯阿尔派的功率转换模块采用SiC-MOSFET,实现了电容器和电感器的小型化。发挥充放电一体化双向电源回路的协同效应,成功地将体积大幅缩小至传统产品的三分之一左右。阿尔卑斯阿尔派还运用多年积累的高频切换控制诀窍保证质量稳定,并致力解决小型轻量化与效率性的矛盾,维持高达95%以上的转换效率。由此,让便于使用的设计布局成为可能,为搭载设备的小巧化和紧凑化作出贡献。因此有望在电动汽车/插电式混合动力车用充放电系统的小巧化、停车位的扩充和替代空间的有效运用等方面发挥效果。

Liqualloy™/利库罗依™的更详细信息请见这里
功率电感器产品网页

领先客户需求的平台设计

阿尔卑斯阿尔派在功率电子领域的举措不只是追求产品功能和材料技术,还重视以客户视角的便利性,针对功率容量1.5kW~5kW的用途准备了六种功率转换回路的基本平台。变频器回路有单相二线式DC-AC变频器、单相三线式DC-AC变频器、三相三线式DC-AC变频器这三种。转换器回路有非绝缘型双向DC-DC转换器、绝缘型双向DC-DC转换器、带MPPT*的DC-DC转换器这三种。供客户根据用途来选择最佳平台,可缩短开发的周期和降低初始费用。

*MPPT:Maximum Power Point Tracking(最大功率点追踪控制)

阿尔卑斯阿尔派的功率转换模块等功率电子产品被用于蓄电系统、电动汽车/插电式混合动力车充放电系统、太阳能发电用功率调节器、燃料电池系统等各类产品,且用途正不断扩大。今后我们也将一如既往,凭借应用独有材料的产品力量和贴近客户的提案能力,推出更多我公司独有的解决方案。

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