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使產(chǎn)品小型化以便于采用
關(guān)于功率調(diào)節(jié)器的差異化技術(shù)，廠商正在研究配備效率比現(xiàn)有硅功率元件高的GaN和SiC功率元件。其中，安川電機公司計劃在2014年內(nèi)上市配備GaN功率元件的住宅用途功率調(diào)節(jié)器。該公司逆變器事業(yè)部環(huán)境能源設(shè)備事業(yè)統(tǒng)括部事業(yè)統(tǒng)括部長山田達哉稱，為實現(xiàn)量產(chǎn)，“如今正準備著手進行設(shè)計”。
安川電機的目標不僅僅是通過新一代功率元件提高功率調(diào)節(jié)器的效率。山田稱：“由于住宅用途難以實現(xiàn)差異化，因此要以絕對小型化作為產(chǎn)品的特點。”該公司于2012年推出的額定容量為4.5kW的試制品與原有產(chǎn)品相比，電力轉(zhuǎn)換效率提高了約2個百分點，同時還將體積削減了約45％，重量減輕約27％（圖7）注4）。
注4）田淵電機在2013年2月的展會上公開了采用SiC功率元件的試制品。雖然是一款額定容量為1.8kW的小型功率調(diào)節(jié)器，但電力轉(zhuǎn)換效率提高了2個百分點左右。安川電機和田淵電機均將根據(jù)額定容量，區(qū)分使用SiC制和GaN制功率元件。
新一代功率元件具有降低電力損失、抑制發(fā)熱的效果，及通過提高開關(guān)頻率縮小電抗器等外設(shè)尺寸的效果等，因此，通過采用新一代功率元件就能夠使功率調(diào)節(jié)器小型化。現(xiàn)有功率調(diào)節(jié)器的小型化自不必說，正在開發(fā)的、統(tǒng)管多種能源相關(guān)設(shè)備的功率調(diào)節(jié)器也有望實現(xiàn)小型化。例如，松下PowerStation的外形尺寸達到630mm×1500mm×250mm，估計今后小型化需求將會增大。
不過，新一代功率元件要成為主流，關(guān)鍵在于性價比。田淵電機估算，如果能把電力轉(zhuǎn)換效率提高1個百分點的成本上升控制在720日元內(nèi)，新一代功率元件就能得到廣泛采用。
以目前各廠家充滿特性的樣品為基礎(chǔ)，根據(jù)假設(shè)量產(chǎn)價格的平均值進行成本計算，將DC-DC轉(zhuǎn)換器電路的效率提高0.5個百分點需要450日元，將DC-AC逆變器電路的效率提高0.5個百分點需要3000日元。加在一起后，提高1個百分點就需要增加成本3450日元。最近，由于各公司相繼推出了GaN和SiC功率元件，功率調(diào)節(jié)器廠商對實現(xiàn)720日元的成本寄予厚望。
關(guān)于功率調(diào)節(jié)器的差異化技術(shù)，廠商正在研究配備效率比現(xiàn)有硅功率元件高的GaN和SiC功率元件。其中，安川電機公司計劃在2014年內(nèi)上市配備GaN功率元件的住宅用途功率調(diào)節(jié)器。該公司逆變器事業(yè)部環(huán)境能源設(shè)備事業(yè)統(tǒng)括部事業(yè)統(tǒng)括部長山田達哉稱，為實現(xiàn)量產(chǎn)，“如今正準備著手進行設(shè)計”。
安川電機的目標不僅僅是通過新一代功率元件提高功率調(diào)節(jié)器的效率。山田稱：“由于住宅用途難以實現(xiàn)差異化，因此要以絕對小型化作為產(chǎn)品的特點。”該公司于2012年推出的額定容量為4.5kW的試制品與原有產(chǎn)品相比，電力轉(zhuǎn)換效率提高了約2個百分點，同時還將體積削減了約45％，重量減輕約27％（圖7）注4）。
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| 圖7：利用GaN和SiC提高效率 廠商目前正在研究采用新的功率半導(dǎo)體提高電力轉(zhuǎn)換效率。安川電機將于2014年上市配備GaN的功率調(diào)節(jié)器（a）。田淵電機公開了配備SiC的試制品（b）。（圖由《日經(jīng)電子》根據(jù)各公司的資料制作） |
注4）田淵電機在2013年2月的展會上公開了采用SiC功率元件的試制品。雖然是一款額定容量為1.8kW的小型功率調(diào)節(jié)器，但電力轉(zhuǎn)換效率提高了2個百分點左右。安川電機和田淵電機均將根據(jù)額定容量，區(qū)分使用SiC制和GaN制功率元件。
新一代功率元件具有降低電力損失、抑制發(fā)熱的效果，及通過提高開關(guān)頻率縮小電抗器等外設(shè)尺寸的效果等，因此，通過采用新一代功率元件就能夠使功率調(diào)節(jié)器小型化。現(xiàn)有功率調(diào)節(jié)器的小型化自不必說，正在開發(fā)的、統(tǒng)管多種能源相關(guān)設(shè)備的功率調(diào)節(jié)器也有望實現(xiàn)小型化。例如，松下PowerStation的外形尺寸達到630mm×1500mm×250mm，估計今后小型化需求將會增大。
不過，新一代功率元件要成為主流，關(guān)鍵在于性價比。田淵電機估算，如果能把電力轉(zhuǎn)換效率提高1個百分點的成本上升控制在720日元內(nèi)，新一代功率元件就能得到廣泛采用。
以目前各廠家充滿特性的樣品為基礎(chǔ)，根據(jù)假設(shè)量產(chǎn)價格的平均值進行成本計算，將DC-DC轉(zhuǎn)換器電路的效率提高0.5個百分點需要450日元，將DC-AC逆變器電路的效率提高0.5個百分點需要3000日元。加在一起后，提高1個百分點就需要增加成本3450日元。最近，由于各公司相繼推出了GaN和SiC功率元件，功率調(diào)節(jié)器廠商對實現(xiàn)720日元的成本寄予厚望。
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