第三代半导体为高功率行业带来的优势与安全

 

新一代半导体具备了高耐压和低能量消耗的优点,使用此芯片可以帮助高功率电源产业在效能转换的效率有更好的提升;特别是电动汽车、工业马达、再生能源都受惠于此,产品的效能和稳定度也更加优异。因此,为确保这些产品在面对高电压大电流等严苛的环境下还能保持最佳效能,制造商们除了要对新一代半导体充分的了解外,电气安全更是不可忽视。在本期华仪电子报中,我们将介绍新一代半导体在上述行业所改善的项目与相关测试标准。

  • 电动汽车产业

电动汽车续航力提升的关键就在于内部设备是否能承受高压与大电流输入,以达到节省充电时间的目的。透过第三代半导体应用于DC/DC转换器和充电桩,可以提升电动汽车续航力和充电效率。然而,在使用更高的电压和电流的同时,电气安全还需要严苛的把关。依据不同的国家,电动车充电桩相关法规有IEC/EN 61851、UL2202、UL2594和GB18487.3,针对电动汽车用的DC/DC转换器相关的法规有GB/T 24347。

电动车充电桩的测试一般包含耐压测试、绝缘阻抗测试和接地阻抗测试。耐压测试一般会要求在主电路对外壳、主电路对二次电路、二次电路对外壳等不同的位置进行量测。根据不同的法规与量测位置,耐压测试电压一般使用1000Vac至4400Vac,不得发生绝缘崩坏现象;绝缘阻抗使用500Vdc进行测试,阻抗值需大于0.1 MΩ;接地阻抗则使用16至25A量测,阻抗值需小于0.1Ω。而DC/DC 转换器的测试项目则包含耐压测试和绝缘阻抗。耐压测试使用2000Vdc (或是额定电压加上1500Vdc),不得发生绝缘崩溃的情况;绝缘阻抗则使用1000Vdc,量测的绝缘值需大于0.5 MΩ。

华仪电子SE系列适合作为电动汽车产业的解决方案,特别是SE 7441,除了在性能上满足测试条件的需求,在进行主线圈与副线圈间多点测试时内建的多通道测试可以使测试更流畅的完成,并且省去繁琐的接线程序。

  • 工业马达

输出功率是马达系统的效能指标之一,使用第三代半导体可提升马达的输出功率带来了更好的工作效率,维持整体运行的质量与效率。透过严格的电气安全测试确保马达在绝佳的表现下,还保有一定的质量与安全性,相关的法规包含IEC60034-1、UL1004 、GB12350-2009、IEEE Std.43-2000和GB20160。

一般马达会根据法规标准进行耐压测试、接地阻抗测试或是绝缘阻抗测试。根据华仪过去的经验,在进行耐压测试时,根据不同法规与马达输入电压使用500V至5000V的测试电压,将所有线圈短路对外壳进行测试;绝缘阻抗一般使用500Vdc进行测试,量测值需大于10MΩ甚至500MΩ;接地阻抗一般则使用25A量测,阻抗值需小于0.1Ω。

法规并没有规定在进行耐压测试时需使用哪种电压模式,当您选择使用交流耐压测试时,需要考虑到马达的功率(马力)与绕线匝数,因马达的绕线一般会随着功率(马力)提高而增加绕线匝数,相对的线圈间的电容值也随之增加。因此,需要选择具有500VA容量的耐压测试仪,例如SE系列的SE 7451和 SE 7452。此外,为符合法规IEEE Std.43 / GB20160的绝缘电阻测试需求还需搭配负极性直流电压输出以进行绝缘电阻测试。(延伸阅读:真实负电压)

  • 再生能源

再生能源的普及,第三代半导体也扮演着不可或缺的角色。以风力发电为例,风速突然增大带来了丰沛的电量,还需使用能承受此高电压与电流的组件才能有效的降低转换耗损。因此,采用了新一代半导体,可提高风力发电转换器的能源转换率。风力发电转换器相关的法规包含UL 508C、UL 1741、UL 61800和IEC 62477。

风力发电转换器的安规测试项目为耐压测试,根据系统电压使用1000Vac至4400Vac对主电路对外壳、主电路对二次电路、二次电路对外壳等不同的位置进行量测,不得发生绝缘崩坏现象。

华仪客户多会选择SE 系列安规综合分析仪,除了有完整的电气安全测试功能与内建多信道测试,简易操作且人性化的触控面板操作以及高度灵活且可程序设计的测试参数,提升整体的测试效率適用於作为风力发电产业的电气测试。

随着第三代半导体的问世与产业的发展,产品的安全性需要更严格的把关,华仪电子守护全球电气安全超过40年,已成功协助多家企业解决产品的电气安全测试挑战,提供完整的解决方案守护产品的质量与安全。经典产品SE系列不仅电气安全测试功能齐全,更结合了电弧侦测功能、高精度四线测量及真实负电压测试,强化了安全性。其最大输出功率可达500VA,满足马达等高功率电源产业的测试需求,更加符合现今产业多变的实时需求。在操作接口上,触控面板及条形码扫描,方便操作人员在使用上更加简洁有效率。高功率产业的产品与设备多要求需要进行多点测试,内建多信道扫描仪或搭配7006 矩阵扫描仪可提升测试效率。若您想进一步了解SE系列产品或是各产业完整的解决方案,请立即与我们联系。