Современное состояние и перспектива развития полупроводниковых приборов для электрооборудования

8. Современное состояние и перспектива развития полупроводниковых приборов для электрооборудования промышленности.

Полупроводниковые приборы силовой электроники – важнейшая элементная база энергосберегающего преобразовательного оборудования. Они выполняют функции мощных электронных управляемых ключей для коммутации тока в схемах преобразования электрической энергии (выпрямление, инвертирование, регулирование переменного и постоянного токов, стабилизация питающих сетей, защита от перенапряжений и т.п.).

Силовые полупроводниковые приборы (СПП) способны преобразовывать мощности в непрерывном режиме от 0,5 кВт до 100 МВт на частотах от 50 Гц до 100 кГц, в импульсных режимах – до 100 ГВт. Эти уникальные свойства приборов обусловили их широкое применение в силовой электронике.
Развитие полупроводниковых приборов в России зависит от состояния отечественного рынка преобразовательной техники, а также от мировых тенденций развития электронной компонентной базы. По-прежнему востребованы стандартные биполярные приборы: диоды, тиристоры (SCR), динисторы, триаки и др. Они и сегодня составляют основу отечественного преобразовательного оборудования, применяемого в электроэнергетике, транспорте, машиностроении, металлургии, нефте- и газодобыче, стройиндустрии, на крупных коммунальных объектах, в военной технике и пр.
Вместе с тем, за последние годы на базе полностью управляемых ключей, прежде всего IGBT (Isolated Gate Bipolar Transistor) и IGCT (Integrated Gate-Commutated Thyristor), созданы современные преобразователи, обеспечивающие преобразование электроэнергии на высоких частотах при минимальных потерях и материальных затратах. Рынок этих приборов, в первую очередь IGBT-модулей, сегодня наиболее динамичен. Он активно расширяется как за счет новых областей применения (автомобильная электроника, ветроэнергетика, инверторы для солнечных батарей, очистка воды, медицинская техника, радиолокация и др.), так и за счет сфер, в которых раньше традиционно использовались мощные тиристоры, – передача электроэнергии (HVDC), компенсаторы реактивной мощности (SVC), электроприводы (IDCD), источники питания (UPS) и др. Причем IGCT уже сегодня достигли предельных коммутируемых мощностей (6000 А/8000 В), характерных для SCR, а IGBT приближаются к ним (3600 А/6500 В).