|
搜索
搜 索
高等教育领域数字化综合服务平台
高压大功率半导体器件IGCT
1. 痛点问题
功率半导体是支撑能源领域发展的核心部件。为实现3060双碳目标，我国正在超常规推动新能源发电、大容量输配电和电气化交通等领域，对电压等级4.5kV以上的功率器件需求急速增长。提高器件电压和容量可以减少器件串并联数量、缩减装备体积和成本，是解决城市用地紧张、降低海上风电平台建设成本的关键。然而，受工作机理和制备工艺限制，IGBT器件最大功率等级为4.5kV/3kA和6.5kV/0.75kA，已接近瓶颈，无法满足能源发展需求。因此，亟需更高电压、更大容量、更高可靠性和更低制造成本的功率半导体器件解决方案。
2020年，中国功率半导体市场规模达2000亿元，但90%以上依赖进口，尤其是4.5kV以上器件，近乎全部进口。亟需寻求自主可控的功率半导体器件国产替代方案。
2. 解决方案
本技术面向新能源发电和输配电领域大容量、高可靠的需求，提出了自主化IGCT器件（集成门极换流晶闸管）的设计、制备和驱动控制方案，可以提高阻断电压和关断电流能力、降低器件运行损耗，且可以结合应用工况开展定制优化，如改善器件防爆特性、解决高压装置中的驱动供电问题等，从而实现大容量、高可靠、低成本、高效率的能量管理和功率变换。
目前团队已研制出4.5kV/5kA和6.5kV/4kA的IGCT器件，功率等级全面覆盖IGBT，且具有向更大容量发展的潜力。与IGBT、MOSFET等晶体管器件相比，本技术提出的IGCT具有通态损耗低、耐受电压高、可靠性高、抗干扰能力强等突出优势，符合能源发展趋势，且制造工艺沿用基本沿用传统的晶闸管路线，制造成本低，国内工艺基础好。
清华大学
2021-10-26
新型大功率能源装置－超级电容
研究内容及用途： 超级电容器是一种大功率密度 （> 1 kW/kg ）的新型 能 量 存储 装 置 。 电 化 学 超 级 电 容 器 (Electrochemical Supercapacitor or Ultracapacitor) 通常由两个电极组成，中间充有电解质，并由可允许离子导 电的隔膜分开。电极与电解质界面存在双电层电容，当电极采用大表面， 多孔材料时，其电容值可达几百法拉第每克 (> 10
南昌大学
2021-04-14
50KW大功率并网逆变器
最大输出功率: 55kW；额定交流输出功率: 50kW；额定电网电压: 三相三线，270/315Vac（±10%）；最大输出交流电流: 118A；电网频率范围: 47-52Hz；电网电流谐波畸变率: <3%。
扬州大学
2021-04-14
大功率CO2激光打标机
CO2激光打标机是融合先进的激光振镜打标技术、进口射频激励封离型CO2激光器于一体，将激光束通过扩束、振镜、聚焦，最后通过控制振镜的偏转实现标刻的高性能激光设备。
华特数字科技有限公司
2021-06-17
大功率双输出传动系统设计
双输出传动箱是双螺杆挤出机中的关键装置 , 它广泛用于制备化工、食品、甚至建筑材料制砖等工业生产领域。近几十年用于制备塑料、化纤、碳纤维和食品加工的双螺杆挤出机都配备的是来自德国 THYSSEN HENSCHEL 和意大利 Zambello 的大功率双输出传动箱，这些高端设备曾经是国内同类产品无法替代的。受化工机械企业需求的委托，我们对大功率双输出传动系统展开了研发，解决了关键技术，并制造出了规格不同的系列产品，成功地替代了 THYSSEN HENSCHEL 和 Zambello 的系列产品，已经安全用于化工塑料领域 6 年。至今，我们已经发明了大功率双输出传动系统的多种传动结构和传动系统的最优化设计方法，从而巨大地减小了传动箱的体积，提高了传动功率。目前，已经为南京 GIANT 机电有限公司完成了从 18.5KW 到 800KW 的全系列大功率双输出传动箱产品设计，产品已经全部替代进口产品，并 100% 安全运转至今。实践表明，我们自主研发的关键技术和最优设计结构已经在行业中处于领先水平，成熟技术可以推广应用于其它需要大功率双螺杆挤出机的场合。
北京交通大学
2021-04-13
高压大功率电弧加热器电源
等离子体电弧加热器是采用电极放电产生电弧的方法将气体加热到高温状态（几千至上万度高温），可以用来模拟高速飞行器，如飞机、火箭、高超音速导弹、太空探测器等在飞行过程中所承受的高温、高压外部环境，对研究飞行器在特殊太空条件下所使用材料的耐烧蚀性、隔热性能等参数具有重要意义。为了使电弧加热器地面模拟更接近实际飞行器的再入环境，真实地考核再入飞行器防热材料的性能，以便做到精确的防热设计，从而降低飞行器的制造和发射成本，需要高性能的电弧加热器来满足各种地面模拟试验。 技术特点: 容量大、组合灵活，满足了目前国内的绝大部分材料耐热试验供电要求。 主要技术指标： 电源输出参数为直流3000A/21000V，或6000A/10500V。根据不同电路拓扑组合，方便适用于其他参数要求。 应用范围： 该电源为电弧加热器地面模拟试验系统提供直流电源，适用于管弧加热器、长分段加热器、碟片加热器等，满足了目前国内的绝大部分材料耐热试验供电要求。
北京交通大学
2021-04-13
大功率双输出传动系统设计
双输出传动箱是双螺杆挤出机中的关键装置,它广泛用于制备化工、食品、甚至建筑材料制砖等工业生产领域。近几十年用于制备塑料、化纤、碳纤维和食品加工的双螺杆挤出机都配备的是来自德国THYSSEN HENSCHEL和意大利Zambello的大功率双输出传动箱，这些高端设备曾经是国内同类产品无法替代的。受化工机械企业需求的委托，我们对大功率双输出传动系统展开了研发，解决了关键技术，并制造出了规格不同的系列产品，成功地替代了THYSSEN HENSCHEL和Zambello的系列产品，已经安全用于化工塑料领域6年。至今，我们已经发明了大功率双输出传动系统的多种传动结构和传动系统的最优化设计方法，从而巨大地减小了传动箱的体积，提高了传动功率。目前，已经为南京GIANT机电有限公司完成了从18.5KW到800KW的全系列大功率双输出传动箱产品设计，产品已经全部替代进口产品，并100%安全运转至今。实践表明，我们自主研发的关键技术和最优设计结构已经在行业中处于领先水平，成熟技术可以推广应用于其它需要大功率双螺杆挤出机的场合。 应用范围： 双输出传动系统主要为双螺杆挤出机提供双输入传动。因双螺杆挤出机广泛用于石油化工、塑料、化纤、碳纤维、化工造粒、制药、食品加工和建筑材料等各个生产领域，并且因生产效率、节能等工业化的要求，需要大功率的双螺杆挤出机，因而大功率的双输出传动箱需求就必不可少。
北京交通大学
2021-04-13
大功率半导体激光器
北京工业大学
2021-04-14
高压大功率薄膜电容器
该成果由于采用新型的安全膜结构和绝氧吸弧工艺（减小金属材料在加工过程中的氧化，降低接触电阻、电势垒等），产品具有自愈性，在高压大电流的冲击下不会发生短路击穿现象，无需防爆装置；由于采用端面高密度、低电阻的等离子放电喷射沉积制备技术和大功率电容器电极的电阻焊接技术，寄生电阻和发热量减小，使产品在可靠性、稳定性上具有明显的优势。
扬州大学
2021-04-14
电动乘用车大功率充/放电设备
直流输出 1000V 大功率乘用车充/放电设备
中国科学技术大学
2021-04-14