以创新半导体技术迎接可再生能源市场的爆发

容器、薄膜电池等存储器件充电成为可能，从而可向远程微处理器或发送器供电，而无需当地电源。凌力尔特就有一系列相关的能量收集产品，例如，自动极性热能收集器LTC3109，；压电能收集器LTC3588以及20mV热能收集器LTC3108。

　　为了实现太阳能电池高能效的能量提取，恩智浦半导体（NXPSemiconductors）也推出了一款专门执行最大功率点追踪（MPPT）功能的低功耗集成电路MPT612，有效优化太阳能应用的电力提取效率。恩智浦半导体大中华区市场总监金宇杰指出，以电池充电为例，当MPT612在运行恩智浦即将获得专利的MPPT算法时，它能帮助系统从一块太阳能面板提取的能量比传统的控制器要高出30％以上。

　　图2：NXP的最大功率点追踪IC（MPT612）原理框图

　　MPT612解决方案采用低功耗、32位ARM7TDMI-S处理器，支持包括I2C、UART、SPI和SSP在内的多个串行接口。MPT612具有光伏应用中所需的硬件功能，包括电压和电流测量，面板参数配置，并能够发送输出信号来控制外部开关。除太阳能光伏电池和和燃料电池的直流（DC）充电控制器之外，MPT612还可应用于分布式DC-DC 转换器用来提高太阳能电池板能量提取效率以及分布式微逆变器。

　　功率驱动：MOSFET/IGBT

　　无论是太阳能还是风能，都需要通过功率变换才能接入电网或对用电器供电。功率变换中根据不同功率会采用IGBT，MOSFET和高速二极管作为功率变换的主要器件。针对光伏市场，飞兆半导体拥有高电压超结MOSFET、中电压MOSFET、场截止IGBT、功率整流器，以及SPM组件等一系列产品。“为了满足高输入电压以获得更高效率的需求，必须使用650V或以上的MOSFET/IGBT。此外还需要使用SiCSBD作为套件解决方案。另外，要扩大10kW以上的市占率，就必须使用IGBT或SPM模块。”飞兆半导体高级副总裁金台勋指出。对于15kW以下的太阳能逆变器，飞兆半导体主推场截止IGBT 和超结MOSFET分立式解决方案。目前的市场以性能为主导，这些器件具有更低的传导损耗与开关损耗，及高可靠性等优点。而在600V FS IGBT和600V SuperFET1/SupreMOS方面，飞兆目前提供种类广泛的产品线。除此之外，下一代产品如SuperFET2和场截止沟槽式IGBT也会在2011年内相继推出。

　　相对于太阳能，风电系统需要更大的功率以提高资源利用率，这就需要更大电流、更高电压的功率半导体器件。英飞凌科技（中国）有限公司家电及工业功率器件市场经理陈子颖表示，“英飞凌在风电变流器领域拥有各种解决方案，如大电流模块IHM，其最大电流可达3600A，电压达1700V；采用EconoPack 3和EconoDUAL 3封装的IGBT4产品。采用PrimePack封装的模块则成为风电变流器市场的新宠。”这些新技术的应用会使得风电变流器的可靠性，寿命会提高， 成本也会降低。

　　另一个值得关注的领域是可再生能源在汽车电子方面的应用。目前电动车电池的续航能力是业界所面临的一大挑战。“目前主要有两种方式来提高电动汽车的电池效率，一种是主动式电池均衡技术，另一种是被动式均衡技术。目前业界主要采用的是被动均衡。”张耀强表示。被动均衡的缺点就在于只能在充电时进行均衡，不能在放电时均衡也不能在电池间均衡，而主动均衡则在充、放电时都可以进行电池均衡。“目前，国半已经推出了基于被动均衡技术的产品。”张耀强指出。

　　新能源汽车的马达驱动有别于一般的通用变频器，它的工作气候环境比较恶劣，负载大小随着启动，加速，减速而不断变化，这对模块的寿命和可靠性有很大影响。需要采用高可靠性的模块工艺，以提高芯片的功率端子之间联接线及衬底与基板承受热疲劳的能力，“我们第四代IGBT功率周次提高了四倍，PrimePACK和EconoDual等模块温度周次比工业级大电流模块IHM提高了四到五倍。”陈子颖表示。

　　本文小结

　　中国在发展可再生能源方面处于全球领先地位，其太阳能（太阳能面板）和风能设备的产出占据世界总量的35%，但目前中国本土市场的应用则还有很大的挖掘空间。发展可再生能源技术是中国下一个“五年计划”中的重要一笔，这可能为未来五年的全球市场设定了基调，而日本的核危机更是让业界的目光再度集中在可再生能源这一市场。