Funksjonen til energilagringsinvertere er ikke bare fordelaktig for å forbedre effektiviteten og driftsstabiliteten til energilagringssystemer, men fungerer også som en informasjonsplattform for forskjellig informasjonsoverføring, prosessering og sanntids menneske-maskin-interaksjon i hele energilagringssystemet. , noe som gjør det til et avgjørende utstyr.
Inverter er hjertet av energilagring. Den primære funksjonen til en energilagringsomformer er å konvertere likestrøm til vekselstrøm som trengs for dagliglivet, og kjernekomponentene som oppnår denne funksjonen er krafthalvledere (som IGBT og MOSFET).
Disse krafthalvlederne kan bytte tusenvis eller til og med titusenvis av ganger per sekund, og deretter kontrollere kretsendringene gjennom signaler for å konvertere likestrøm til sinusformet vekselstrøm.
Gjennom statistisk analyse av kjente inverterselskaper som Sunac Power, Gudewei og Jinlang Technology, står strukturelle komponenter for 23 % av kostnadene, IGBT og MOS står for 20 % av kostnadene, magnetiske komponenter står for 17 % av kostnadene , og brikkeintegrerte kretser står for 10 % av kostnadene. Blant dem hører IGBT, chip-integrerte kretser, kondensatorer, sensorer, PCB-kort og andre produkter i omformere til feltet kraftelektronikk.
Det kan sees at kraftelektroniske enheter står for 46% av kostnadene til omformere og er hovedkomponenten.
Derfor er det verdt å merke seg at halvlederenhetene som brukes i energilagringsomformere inkluderer IGBT, MOS-transistor, MCU, strømstyringsbrikke, kondensator, PCB-kort, etc. Blant dem har IGBT, MOS-transistor og strømstyrings-IC en høy andel og store mengder i energilagringsomformere, og er essensielle enheter.
Det kan forutses at med forbedringen av energilagringsvelstanden, vil etterspørselen etter halvlederenheter i invertere bli drevet, noe som er en flott mulighet for halvlederenhetsselskaper til å planlegge energilagringsmarkedet i fremtiden.
1. IGBT
Hovedfunksjonene til IGBT innen energilagring er spenningstransformasjon, frekvenskonvertering, vekselstrømkonvertering, etc. Det er en uunnværlig enhet i energilagringsapplikasjoner.
IGBT er en kompositt, fullt kontrollert spenningsdrevet krafthalvlederenhet sammensatt av BJT (bipolar transistor) og MOS (Insulated Gate Field Effect Transistor), som kombinerer fordelene med MOSFETs høye inngangsimpedans og GTRs lave ledningsspenningsfall. IGBT er kjernekomponenten for energikonvertering og overføring, ofte kjent som "CPU" for kraftelektroniske enheter.
IGBT konkurranselandskap
På grunn av de høye design- og prosesskravene til IGBT, samt mangelen på IGBT-relaterte tekniske talenter, svakt prosessgrunnlag og sen start på bedriftsindustrialisering i Kina, har IGBT-markedet lenge vært monopolisert av store utenlandske multinasjonale foretak.
Siden 2015 har Kinas IGBT-selvforsyningsgrad oversteget 10 % og øker gradvis. Det forventes at Kinas IGBT-selvforsyningsgrad vil nå 40 % innen 2024. Basert på kravet om domestisering av kjernekomponenter som er foreslått i relevante nasjonale retningslinjer, har innenlandsk substitusjon blitt utviklingstrenden til den innenlandske IGBT-industrien.
For tiden er det innenlandske IGBT-markedet hovedsakelig dominert av utenlandske produsenter som Infineon, Mitsubishi Electric og Fuji Electric. De tre beste selskapene i den kinesiske IGBT-markedsandelen er Infineon, Mitsubishi Electric og Fuji Electric. Blant dem har Infineon den høyeste andelen med 15,9 %.
2. MOS-transistor
MOSFET er en type FET med en isolert port, hvor spenningen bestemmer ledningsevnen til enheten. Oppfinnelsen av MOSFET-er var å overvinne ulempene med FET-er, som høy dreneringsmotstand, moderat inngangsimpedans og langsom drift. Så MOSFET-er kan kalles den avanserte formen for FET.
MOSFET-er brukes ofte til å bytte eller forsterke signaler. Evnen til å endre konduktivitet med påført spenning kan brukes til å forsterke eller bytte elektroniske signaler.
MOSFET-er er de vanligste transistorene i digitale kretser til dags dato, ettersom minnebrikker eller mikroprosessorer kan inneholde hundrevis eller millioner av transistorer.
På grunn av deres evne til å være laget av p-type eller n-type halvledere, kan komplementære MOS-transistorer brukes til å produsere bryterkretser med svært lavt strømforbruk i form av CMOS-logikk.
I digitale og analoge kretser er MOSFET-er nå enda mer vanlige enn BJT-er.
3. Strømstyringsbrikke
En strømstyringsbrikke er en brikke i elektroniske enhetssystemer som er ansvarlig for konvertering, distribusjon, deteksjon og annen styring av elektrisk energi. Hovedansvarlig for å identifisere amplituden til CPU-strømforsyningen, generere tilsvarende korte dreiemomentbølger og drive utgangseffekten til den påfølgende kretsen.
Noen av de viktigste strømstyringsbrikkene er doble in-line-brikker, mens andre er overflatemonteringspakker. Blant dem er brikken i HIP630x-serien en klassisk strømstyringsbrikke designet av det velkjente brikkedesignselskapet Intersil.
Den støtter to/tre/fire fase strømforsyning, støtter VRM9.0 spesifikasjon, spenningsutgangsområdet er 1,1V-1.85V, kan justere utgangen for intervaller på 0.025V, bytte frekvens opp til 80KHz, og har egenskapene til stor strømforsyning, liten krusning og lav intern motstand. Den kan justere CPU-strømforsyningsspenningen nøyaktig.
Vanlige strømstyringsbrikker inkluderer HIP6301, IS6537, RT9237, ADP3168, KA7500, TL494, etc.
Alle elektroniske enheter har strømforsyning, men ulike systemer har ulike krav til strømforsyning. For å maksimere ytelsen til elektroniske systemer, er det nødvendig å velge den mest passende strømstyringsmetoden.
Omfanget av strømstyring er ganske bredt, inkludert både individuell energikonvertering (hovedsakelig DC til DC, dvs. DC/DC), individuell energidistribusjon og deteksjon, samt systemer som kombinerer energikonvertering og energistyring.
Tilsvarende inkluderer klassifiseringen av strømstyringsbrikker også disse aspektene, for eksempel lineære strømbrikker, spenningsreferansebrikker, bryterstrømbrikker, LCD-driverbrikker, LED-driverbrikker, spenningsdeteksjonsbrikker, batteriladingsstyringsbrikker, etc.
4. PCB-kort
Trykt kretskort, forkortet som PCB, også kjent som kretskort, kretskort, kretskort.
Det ledende mønsteret som dannes av utskriftskretser, trykte komponenter eller en kombinasjon av begge på et isolerende underlag i henhold til en forhåndsbestemt design kalles vanligvis en trykt krets, mens det ledende mønsteret som gir elektriske forbindelser mellom komponenter på et isolerende underlag kalles en trykt krets. krets.
Segmentert produktstruktur
For tiden inkluderer underavdelingsproduktene til trykte kretskort i Kina hovedsakelig seks typer: flerlagskort, fleksible kort, HDI (høytetthetskort), dobbeltsidige kort, enkeltpaneler og emballasjesubstrater.
Data viser at flerlagskort står for den største andelen av segmenterte kretskortprodukter i Kina, og når 45,97 %, langt over andre produkter; Neste er det myke styret, som står for 16,68%; Andelen HDI er 16,59 %. I tillegg er andelen av dobbeltsidige paneler, enkeltpaneler og emballasjesubstrater henholdsvis 11,34 %, 6,13 % og 3,29 %.
5.MCU
MCU-brikke refererer til en mikrokontrollerenhet (MCU), også kjent som en enkeltbrikkemikrodatamaskin eller mikrokontroller. Den reduserer frekvensen og spesifikasjonene til den sentrale prosessorenheten på riktig måte, og integrerer perifere grensesnitt som minne, teller, USB, A/D-konvertering, UART, PLC, DMA og til og med LCD-driverkrets på en enkelt brikke for å danne et brikkenivå datamaskin, som kan utføre forskjellige kombinasjoner av kontroll for forskjellige applikasjonsscenarier. Derfor er MCU-brikken en mikrokontrollerbrikke.
Når det gjelder MCU-leverandører, vil mange inverterprodusenter bruke TIs MCU-er i C2000-serien. Nå, med fremveksten av mikro-invertere, begynner noen produsenter også å bruke Arm core 32-bit MCUer for hovedkontroll.
Derfor inkluderer hovedleverandørene av MCU utenlandske produsenter som TI, NXP, ST, Microchip, Infineon, Renesas, samt innenlandske produsenter som Zhaoyi Innovation.
6. Sensorer
I energilagringsomformere er det nødvendig å oppdage strømmen og velge passende strømsensorer. Vi kan dele strømdeteksjon i flere områder.
1) Registrer likestrøm eller vekselstrøm fra 5A til 70A.
Brikkebaserte Hall-strømsensorer, slik som CH701 strømsensor IC, brukes vanligvis til å oppdage likestrøm eller vekselstrøm fra 5A til 50A. De er en økonomisk og nøyaktig løsning for vekselstrøm- eller likestrømsføling i industri-, bil-, kommersielle og kommunikasjonssystemer. Liten emballasje er et ideelt valg for applikasjoner med begrenset plass, samtidig som du sparer kostnader ved å redusere kretskortarealet. Typiske bruksområder inkluderer motorkontroll, lastdeteksjon og styring, bytte av strømforsyninger og overstrømsfeilbeskyttelse.
2) Registrer likestrøm eller vekselstrøm fra 50A til 200A.
Strømsensorer av direkte innsettingstype kan velges
CH704 er en isolert integrert strømsensorbrikke utviklet spesielt for høystrømsdeteksjonsapplikasjoner. CH704 har en innebygd primærledermotstand på 0,1 m Ω, som effektivt reduserer brikkeoppvarming og støtter høystrømdeteksjon: ± 50A, ± 100A, ± 150A, ± 200A. Den integrerer en unik temperaturkompensasjonskrets internt for å oppnå god konsistens på brikken i hele temperaturområdet fra -40 til 150 grader. Brikken har blitt kalibrert for følsomhet og statisk (nullstrøm) utgangsspenning før den forlater fabrikken, noe som gir en typisk nøyaktighet på ± 2 % over hele temperaturområdet.
3) Registrer likestrøm eller vekselstrøm over 200A til 1000A.
Lineær Hall og magnetisk ring kan brukes, og programmerbare Hall-sensorer kan brukes for å oppnå strømdeteksjon opp til 1500A.
For eksempel støtter CHI612 programmerbar lineær Hall-brikke 5V enkel strømforsyning. 120 kHz båndbredde,<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.