電磁爐由于集中加熱效率高、 無明火、 安全性佳、 體積小便于移動等效能,越來越受到人們的喜愛。
蛇年開篇,瑞能半導體率先揭秘,讓電磁爐實現“一鍵升級”的明星選手RC-IGBT(逆導型IGBT)。
電磁爐「小科普」
電磁爐的原理是電磁感應現象,即利用交變電流通過線圈產生方向不斷改變的交變磁場,處于交變磁場中的導體的內部將會出現渦流,渦流的焦耳熱效應使導體升溫,從而實現加熱食物的目的。
圖2:典型的電磁爐結構及線路框圖
上圖是典型的電磁爐結構及電路框圖,加熱的能量來源主要是鍋具、電容和IGBT組成的單端逆變器產生的交變電流。
解鎖「RC-IGBT」
RC‐IGBT為Reverse Conducting Insulated Gate Bipolar Transistor 的略稱, 是針對不同應用特點發展的一個重要分支。
圖3:瑞能RC-IGBT的剖面圖
上圖是瑞能RC-IGBT的剖面圖,主要是將集電極中的部分P區替換為N區,與發射極中的P區形成PIN二極管。一般IGBT產品往往需要反并聯一個二極管,但是RC‐IGBT通過將續流二極管芯片巧妙的集成到IGBT芯片中,由于是集成在一起,這樣可以有效縮減封裝體積,以此來實現器件性能的提升和成本的降低。
1品類豐富,多指標亮眼
圖4:瑞能RC-IGBT產品列表
為了滿足市面上感應加熱不同的功率等級以及國內外不同的電網電壓等級的需求,瑞能推出了一系列RC-IGBT產品:電壓等級包含1100V,1350V以及1400V,其中1100V產品主要適用于日本、美國等110V電網等級區域,1350V和1400V產品主要適用于中國,歐洲等220V電網等級區域。所有的產品均是TO247封裝。
2性能卓越,“含金量”十足
為了更好對比瑞能RC-IGBT的性能,以瑞能WG30R135W1為例,從溫升仿真等幾個方面來比較下瑞能的產品在行業同類產品中的性能。
如下選擇了一些國內和國際上的產品規格相近的一些產品在整機上做的溫升測試,室溫為25oC,運行10分鐘,然后記錄下散熱器的溫度。
圖5:瑞能RC-IGBT升溫測試產品表現
從對比的結果上看,瑞能RC-IGBT產品溫度基本處于同類產品中最優,這主要得益于RC-IGBT較低的損耗。
圖6:瑞能RC-IGBT器件損耗仿真對比數據
為了更好理解器件損耗的分布,我們做了損耗仿真,并且選擇了市面上最佳的競品。所有的器件都處在軟開關的狀態,從仿真結果可以看出,一般在感應加熱這個應用領域,IGBT器件的導通損耗和關斷損耗占絕對的大頭。一般導通損耗占60%-70%,關斷損耗占30-40%,不同器件的性能會略有差異。該對比圖中可以明顯看出瑞能的產品損耗更低。
3運行性能更可靠,支撐有力
由于人們的烹飪習慣和應用場景是不同的,電磁爐的運行工況往往也是非常復雜的。比如在電磁爐的鍋檢或者剛剛啟動的時候,IGBT可能不會實現ZVS,這個時候電流直接流過電容,這個脈沖電流往往是非常大的,這就要求IGBT能在這種高電壓和大脈沖電流下順利開通,并且保證波形平滑無震蕩。
圖7:瑞能RC-IGBT產品(上)
與某友商(下)在非ZVS工況下開通波形對比
上圖是瑞能RC-IGBT和國內某友商在這種情況下的開通波形,從中可以看出瑞能 RC-IGBT能夠在高電壓、大脈沖電流條件下具有穩定平滑的開關波形,可靠性更高。
由于應用場景的多樣化,比如說在移鍋或者顛鍋或者面臨一些浪涌的工況,這些就要求IGBT必須要有較高的擊穿耐壓應力。
圖8是實驗室根據客戶工況測試的結果,從中可以看出瑞能RC-IGBT具有較強的耐擊穿電壓,可靠性更強。
圖8:瑞能RC-IGBT產品(上)
與某友商(下)極限耐壓波形對比
從以上的對比分析可以看出瑞能的RC-IGBT產品能夠給予客戶更高的電壓設計和熱設計裕量,能夠滿足電磁爐復雜和惡劣的應用場景,助力電磁爐廠商的設計和應用。
RC-IGBT
產品種類豐富,設計性能卓越,運行可靠性高,RC-IGBT為電磁爐的“升級之路”保駕護航。
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原文標題:這張“王牌”,我們又安排上了!
文章出處:【微信號:weensemi,微信公眾號:瑞能半導體】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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