Функција претварача за складиштење енергије није само корисна за побољшање ефикасности и оперативне стабилности система за складиштење енергије, већ служи и као информациона платформа за пренос различитих информација, обраду и интеракцију човека и машине у реалном времену у целом систему складиштења енергије. , што га чини кључном опремом.
Инвертер је срце складиштења енергије. Примарна функција претварача за складиштење енергије је претварање једносмерне струје у наизменичну струју потребну за свакодневни живот, а основне компоненте које постижу ову функцију су енергетски полупроводници (као што су ИГБТ и МОСФЕТ).
Ови енергетски полупроводници могу се пребацивати хиљаде или чак десетине хиљада пута у секунди, а затим контролисати промене кола путем сигнала за претварање једносмерне струје у синусоидну наизменичну струју.
Кроз статистичку анализу познатих инверторских компанија као што су Сунац Повер, Гудевеи и Јинланг Тецхнологи, структурне компоненте чине 23% трошкова, ИГБТ и МОС чине 20% трошкова, магнетне компоненте чине 17% трошкова , а интегрисана кола са чипом чине 10% трошкова. Међу њима, ИГБТ, чип интегрисана кола, кондензатори, сензори, ПЦБ плоче и други производи у инвертерима припадају области енергетске електронике.
Може се видети да енергетски електронски уређаји чине 46% трошкова претварача и да су главна компонента.
Стога је вредно напоменути да полупроводнички уређаји који се користе у претварачима за складиштење енергије укључују ИГБТ, МОС транзистор, МЦУ, чип за управљање напајањем, кондензатор, ПЦБ плочу, итд. Међу њима, ИГБТ, МОС транзистор и ИЦ за управљање напајањем имају висок удео и велике количине у претварачима за складиштење енергије, и неопходни су уређаји.
Може се предвидети да ће са побољшањем просперитета складиштења енергије, потражња за полупроводничким уређајима у инвертерима бити вођена, што је одлична прилика за компаније које се баве производњом полупроводничких уређаја да поставе тржиште складиштења енергије у будућности.
1. ИГБТ
Главне функције ИГБТ-а у области складиштења енергије су трансформација напона, конверзија фреквенције, конверзија наизменичне струје, итд. То је незаменљив уређај у апликацијама за складиштење енергије.
ИГБТ је композитни, потпуно контролисани енергетски полупроводнички уређај који се састоји од БЈТ (биполарног транзистора) и МОС (Транзистор са ефектом поља са изолованим вратима), који комбинује предности високе улазне импедансе МОСФЕТ-а и ниског пада напона ГТР-а. ИГБТ је основна компонента за конверзију и пренос енергије, опште позната као "ЦПУ" енергетских електронских уређаја.
ИГБТ конкурентски пејзаж
Због високих захтева за дизајном и процесима ИГБТ, као и недостатка техничких талената везаних за ИГБТ, слабе основе процеса и касног почетка индустријализације предузећа у Кини, тржиште ИГБТ дуго је монополизовано од стране великих страних мултинационалних предузећа.
Од 2015. кинеска стопа самодовољности ИГБТ-а је премашила 10% и постепено се повећава. Очекује се да ће кинеска ИГБТ стопа самодовољности достићи 40% до 2024. На основу захтева за припитомљавањем основних компоненти предложених у релевантним националним политикама, домаћа супституција је постала развојни тренд домаће ИГБТ индустрије.
Тренутно, домаћим ИГБТ тржиштем углавном доминирају инострани произвођачи као што су Инфинеон, Митсубисхи Елецтриц и Фуји Елецтриц. Три највеће компаније у кинеском ИГБТ тржишном уделу су Инфинеон, Митсубисхи Елецтриц и Фуји Елецтриц. Међу њима, Инфинеон има највећи удео од 15,9%.
2. МОС транзистор
МОСФЕТ је врста ФЕТ-а са изолованом капијом, где напон одређује проводљивост уређаја. Проналазак МОСФЕТ-а је био да се превазиђу недостаци ФЕТ-а, као што су висока отпорност на дренажу, умерена улазна импеданса и спор рад. Дакле, МОСФЕТ-ови се могу назвати напредним обликом ФЕТ-а.
МОСФЕТ-ови се обично користе за пребацивање или појачавање сигнала. Способност промене проводљивости примењеним напоном може се користити за појачавање или пребацивање електронских сигнала.
МОСФЕТ-и су најчешћи транзистори у дигиталним колима до данас, јер меморијски чипови или микропроцесори могу да садрже стотине или милионе транзистора.
Због њихове способности да буду направљени од полупроводника п-типа или н-типа, комплементарни МОС транзистори се могу користити за производњу склопних кола са веома малом потрошњом енергије у облику ЦМОС логике.
У дигиталним и аналогним колима, МОСФЕТ-ови су сада још чешћи од БЈТ-а.
3. Чип за управљање напајањем
Чип за управљање напајањем је чип у системима електронских уређаја који је одговоран за конверзију, дистрибуцију, детекцију и друго управљање електричном енергијом. Углавном је одговоран за идентификацију амплитуде ЦПУ напајања, генерисање одговарајућих кратких таласа обртног момента и покретање излазне снаге следећег кола.
Неки од главних чипова за управљање напајањем су двоструки ин-лине чипови, док су други пакети за површинску монтажу. Међу њима, чип серије ХИП630к је класични чип за управљање напајањем који је дизајнирала позната компанија за дизајн чипова Интерсил.
Подржава дво/тро/четворофазно напајање, подржава ВРМ9.{1}} спецификацију, опсег излазног напона је 1.1В-1.85В, може подесити излаз за интервале од 0.025В, прекидач фреквенције до 80КХз, и има карактеристике великог напајања, малог таласања и ниског унутрашњег отпора. Може прецизно подесити напон напајања ЦПУ-а.
Уобичајени чипови за управљање напајањем укључују ХИП6301, ИС6537, РТ9237, АДП3168, КА7500, ТЛ494, итд.
Сви електронски уређаји имају напајање, али различити системи имају различите захтеве за напајање. Да би се максимизирале перформансе електронских система, неопходно је изабрати најпогоднији метод управљања напајањем.
Опсег управљања напајањем је прилично широк, укључујући и индивидуалну конверзију енергије (углавном ДЦ у ДЦ, тј. ДЦ/ДЦ), индивидуалну дистрибуцију и детекцију енергије, као и системе који комбинују конверзију енергије и управљање енергијом.
Сходно томе, класификација чипова за управљање напајањем такође укључује ове аспекте, као што су линеарни чипови за напајање, чипови за референтни напон, чипови за напајање прекидача, чипови за ЛЦД драјвере, ЛЕД управљачки чипови, чипови за детекцију напона, чипови за управљање пуњењем батерије итд.
4. ПЦБ плоча
Штампана плоча, скраћено ПЦБ, позната и као штампана плоча, штампана плоча, штампана плоча.
Проводни узорак формиран од штампарских кола, штампаних компоненти или њихове комбинације на изолационој подлози према унапред одређеном дизајну обично се назива штампано коло, док се проводни узорак који обезбеђује електричне везе између компоненти на изолационом супстрату назива штампаним коло.
Сегментирана структура производа
Тренутно, производи пододељења штампаних плоча у Кини углавном укључују шест типова: вишеслојне плоче, флексибилне плоче, ХДИ (плоче за међусобно повезивање високе густине), двостране плоче, једноструке плоче и подлоге за паковање.
Подаци показују да вишеслојне плоче чине највећи удео производа сегментираних штампаних плоча у Кини, достижући 45,97%, што је далеко више од осталих производа; Следи мекана плоча са 16,68%; Удео ХДИ је 16,59%. Поред тога, пропорције двостраних панела, појединачних панела и подлога за паковање су 11,34%, 6,13% и 3,29%, респективно.
5.МЦУ
МЦУ чип се односи на јединицу микроконтролера (МЦУ), такође познату као микрорачунар са једним чипом или микроконтролер. На одговарајући начин смањује фреквенцију и спецификације централне процесорске јединице и интегрише периферне интерфејсе као што су меморија, бројач, УСБ, А/Д конверзија, УАРТ, ПЛЦ, ДМА, па чак и ЛЦД управљачко коло на једном чипу како би се формирао ниво чипа рачунар, који може да изврши различите комбинације контроле за различите сценарије примене. Дакле, МЦУ чип је чип микроконтролера.
Што се тиче добављача МЦУ-а, многи произвођачи претварача ће користити ТИ-јеве МЦУ-ове Ц2000 серије. Сада, са порастом микро инвертера, неки произвођачи такође почињу да користе Арм цоре 32-бит МЦУ за главну контролу.
Стога су главни добављачи МЦУ-а страни произвођачи као што су ТИ, НКСП, СТ, Мицроцхип, Инфинеон, Ренесас, као и домаћи произвођачи као што је Зхаоии Инноватион.
6. Сензори
У претварачима за складиштење енергије потребно је детектовати струју и одабрати одговарајуће струјне сензоре. Детекцију струје можемо поделити у неколико опсега.
1) Откријте једносмерне или наизменичне струје у распону од 5А до 70А.
Холови сензори струје засновани на чипу, као што је ИЦ сензора струје ЦХ701, генерално се користе за детекцију једносмерних или наизменичних струја у распону од 5А до 50А. Они су економично и прецизно решење за детекцију наизменичне или једносмерне струје у индустријским, аутомобилским, комерцијалним и комуникационим системима. Мало паковање је идеалан избор за апликације са ограниченим простором, а истовремено штеди трошкове смањењем површине штампане плоче. Типичне примене укључују контролу мотора, детекцију и управљање оптерећењем, прекидачка напајања и заштиту од прекомерне струје.
2) Откривање једносмерне или наизменичне струје у распону од 50А до 200А.
Могу се изабрати струјни сензори типа директног уметања
ЦХ704 је изоловани интегрисани чип за детекцију струје развијен специјално за апликације за детекцију велике струје. ЦХ704 има уграђени отпорник примарног проводника од 0,1 м Ω, који ефикасно смањује загревање чипа и подржава детекцију велике струје: ± 50А, ±100А, ±150А, ±200А. Унутра интегрише јединствено коло за компензацију температуре да би се постигла добра конзистентност чипа у пуном температурном опсегу од -40 до 150 степени. Чип је калибрисан за осетљивост и статички (нулта струја) излазни напон пре него што је напустио фабрику, пружајући типичну тачност од ± 2% у целом температурном опсегу.
3) Откривање једносмерне или наизменичне струје изнад 200А до 1000А.
Могу се користити линеарни Хол и магнетни прстен, а програмабилни Холови сензори се могу користити за постизање детекције струје до 1500А.
На пример, ЦХИ612 програмабилни линеарни Халл чип подржава једноструко напајање од 5 В. 120 кХз пропусни опсег,<3us response time, programmable 0.8-24 mV/G, 2% accuracy can be achieved within the full temperature range of -40 to 150 degrees. The chip completes the calibration of static (zero current) output voltage before leaving the factory.