ഊർജ്ജ സംഭരണ ​​സംവിധാനത്തിന്റെ പ്രധാന ഘടകങ്ങൾ - IGBT

എനർജി സ്റ്റോറേജ് സിസ്റ്റത്തിന്റെ ചെലവ് പ്രധാനമായും ബാറ്ററികളും എനർജി സ്റ്റോറേജ് ഇൻവെർട്ടറുകളും ചേർന്നതാണ്. ഇവ രണ്ടിന്റെയും ആകെത്തുക ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ എനർജി സ്റ്റോറേജ് സിസ്റ്റത്തിന്റെ വിലയുടെ 80% വരും, അതിൽ എനർജി സ്റ്റോറേജ് ഇൻവെർട്ടർ 20% വരും. എനർജി സ്റ്റോറേജ് ഇൻവെർട്ടറിന്റെ അപ്‌സ്ട്രീം അസംസ്കൃത വസ്തുവാണ് IGBT ഇൻസുലേറ്റിംഗ് ഗ്രിഡ് ബൈപോളാർ ക്രിസ്റ്റൽ. എനർജി സ്റ്റോറേജ് ഇൻവെർട്ടറിന്റെ പ്രകടനം IGBT യുടെ പ്രകടനം നിർണ്ണയിക്കുന്നു, ഇത് ഇൻവെർട്ടറിന്റെ മൂല്യത്തിന്റെ 20%-30% വരും.

ഊർജ്ജ സംഭരണ ​​മേഖലയിൽ IGBT യുടെ പ്രധാന പങ്ക് ട്രാൻസ്ഫോർമർ, ഫ്രീക്വൻസി കൺവേർഷൻ, ഇന്റർവല്യൂഷൻ കൺവേർഷൻ മുതലായവയാണ്, ഇത് ഊർജ്ജ സംഭരണ ​​ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ ഒഴിച്ചുകൂടാനാവാത്ത ഉപകരണമാണ്.

ചിത്രം: IGBT മൊഡ്യൂൾ

ഊർജ്ജ സംഭരണ ​​വേരിയബിളുകളുടെ അപ്‌സ്ട്രീം അസംസ്‌കൃത വസ്തുക്കളിൽ IGBT, കപ്പാസിറ്റൻസ്, റെസിസ്റ്റൻസ്, ഇലക്ട്രിക് റെസിസ്റ്റൻസ്, PCB മുതലായവ ഉൾപ്പെടുന്നു. അവയിൽ, IGBT ഇപ്പോഴും പ്രധാനമായും ഇറക്കുമതിയെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു. സാങ്കേതിക തലത്തിൽ ആഭ്യന്തര IGBT യും ലോകത്തിലെ മുൻനിര തലവും തമ്മിൽ ഇപ്പോഴും ഒരു വിടവ് ഉണ്ട്. എന്നിരുന്നാലും, ചൈനയുടെ ഊർജ്ജ സംഭരണ ​​വ്യവസായത്തിന്റെ ദ്രുതഗതിയിലുള്ള വികസനത്തോടെ, IGBT യുടെ സ്വദേശിവൽക്കരണ പ്രക്രിയയും ത്വരിതപ്പെടുമെന്ന് പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു.

IGBT ഊർജ്ജ സംഭരണ ​​ആപ്ലിക്കേഷൻ മൂല്യം

ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്‌ക്കുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, ഊർജ്ജ സംഭരണ ​​IGBT യുടെ മൂല്യം താരതമ്യേന ഉയർന്നതാണ്. ഊർജ്ജ സംഭരണം കൂടുതൽ IGBT ഉം SIC ഉം ഉപയോഗിക്കുന്നു, ഇതിൽ രണ്ട് ലിങ്കുകൾ ഉൾപ്പെടുന്നു: DCDC, DCAC, രണ്ട് പരിഹാരങ്ങൾ ഉൾപ്പെടുന്നു, അതായത് ഒപ്റ്റിക്കൽ സ്റ്റോറേജ് ഇന്റഗ്രേറ്റഡ്, സെപ്പറേറ്റഡ് എനർജി സ്റ്റോറേജ് സിസ്റ്റം. സ്വതന്ത്ര എനർജി സ്റ്റോറേജ് സിസ്റ്റം, പവർ സെമികണ്ടക്ടർ ഉപകരണങ്ങളുടെ അളവ് ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്‌ക്കിന്റെ ഏകദേശം 1.5 മടങ്ങ് ആണ്. നിലവിൽ, ഒപ്റ്റിക്കൽ സംഭരണം 60-70% ൽ കൂടുതലാകാം, കൂടാതെ ഒരു പ്രത്യേക എനർജി സ്റ്റോറേജ് സിസ്റ്റം 30% ഉം വരും.

ചിത്രം: BYD IGBT മൊഡ്യൂൾ

IGBT-ക്ക് വിപുലമായ ആപ്ലിക്കേഷന്‍ ലെയറുകള്‍ ഉണ്ട്, ഇത് ഊർജ്ജ സംഭരണ ​​ഇൻവെർട്ടറിൽ MOSFET-നേക്കാൾ ഗുണകരമാണ്. യഥാർത്ഥ പദ്ധതികളിൽ, ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക് ഇൻവെർട്ടറുകളുടെയും കാറ്റാടി വൈദ്യുതി ഉൽപ്പാദനത്തിന്റെയും പ്രധാന ഉപകരണമായി IGBT ക്രമേണ MOSFET-നെ മാറ്റിസ്ഥാപിച്ചു. പുതിയ ഊർജ്ജ വൈദ്യുതി ഉൽപ്പാദന വ്യവസായത്തിന്റെ ദ്രുതഗതിയിലുള്ള വികസനം IGBT വ്യവസായത്തിന് ഒരു പുതിയ പ്രേരകശക്തിയായി മാറും.

ഊർജ്ജ പരിവർത്തനത്തിനും പ്രക്ഷേപണത്തിനുമുള്ള പ്രധാന ഉപകരണമാണ് IGBT.

വാൽവ് നിയന്ത്രണത്തിലൂടെ ഇലക്ട്രോണിക് ടു-വേ (മൾട്ടി-ഡയറക്ഷണൽ) ഒഴുക്കിനെ നിയന്ത്രിക്കുന്ന ഒരു ട്രാൻസിസ്റ്ററായി IGBT-യെ പൂർണ്ണമായി മനസ്സിലാക്കാം.

BJT ബൈപോളാർ ട്രയോഡും ഇൻസുലേറ്റിംഗ് ഗ്രിഡ് ഫീൽഡ് ഇഫക്റ്റ് ട്യൂബും ചേർന്ന ഒരു സംയോജിത പൂർണ്ണ നിയന്ത്രണ വോൾട്ടേജ്-ഡ്രൈവൺ പവർ സെമികണ്ടക്ടർ ഉപകരണമാണ് IGBT. മർദ്ദം കുറയുന്നതിന്റെ രണ്ട് വശങ്ങളുടെ ഗുണങ്ങൾ.

ചിത്രം: IGBT മൊഡ്യൂൾ ഘടനയുടെ സ്കീമാറ്റിക് ഡയഗ്രം

IGBT യുടെ സ്വിച്ച് ഫംഗ്ഷൻ, ഗേറ്റ് വോൾട്ടേജിൽ പോസിറ്റീവ് ചേർത്ത് ഒരു ചാനൽ രൂപപ്പെടുത്തുക എന്നതാണ്, ഇത് PNP ട്രാൻസിസ്റ്ററിലേക്ക് IGBT ഡ്രൈവ് ചെയ്യുന്നതിനായി ബേസ് കറന്റ് നൽകുന്നു. നേരെമറിച്ച്, ചാനൽ ഇല്ലാതാക്കാൻ ഇൻവേഴ്സ് ഡോർ വോൾട്ടേജ് ചേർക്കുക, റിവേഴ്സ് ബേസ് കറന്റിലൂടെ ഒഴുകുക, IGBT ഓഫ് ചെയ്യുക. IGBT യുടെ ഡ്രൈവിംഗ് രീതി അടിസ്ഥാനപരമായി MOSFET യുടെ അതേ രീതിയാണ്. ഇതിന് ഇൻപുട്ട് പോൾ N വൺ-ചാനൽ MOSFET മാത്രമേ നിയന്ത്രിക്കേണ്ടതുള്ളൂ, അതിനാൽ ഇതിന് ഉയർന്ന ഇൻപുട്ട് ഇം‌പെഡൻസ് സ്വഭാവസവിശേഷതകൾ ഉണ്ട്.

ഊർജ്ജ പരിവർത്തനത്തിന്റെയും പ്രക്ഷേപണത്തിന്റെയും പ്രധാന ഉപകരണമാണ് IGBT. ഇലക്ട്രിക്കൽ ഇലക്ട്രോണിക് ഉപകരണങ്ങളുടെ "സിപിയു" എന്നാണ് ഇത് സാധാരണയായി അറിയപ്പെടുന്നത്. ഒരു ദേശീയ തന്ത്രപരമായ വളർന്നുവരുന്ന വ്യവസായമെന്ന നിലയിൽ, പുതിയ ഊർജ്ജ ഉപകരണങ്ങളിലും മറ്റ് മേഖലകളിലും ഇത് വ്യാപകമായി ഉപയോഗിച്ചുവരുന്നു.

ഉയർന്ന ഇൻപുട്ട് ഇം‌പെഡൻസ്, കുറഞ്ഞ നിയന്ത്രണ പവർ, ലളിതമായ ഡ്രൈവിംഗ് സർക്യൂട്ട്, വേഗത്തിലുള്ള സ്വിച്ചിംഗ് വേഗത, വലിയ-സംസ്ഥാന കറന്റ്, കുറഞ്ഞ ഡൈവേർഷൻ മർദ്ദം, ചെറിയ നഷ്ടം എന്നിവയുൾപ്പെടെ നിരവധി ഗുണങ്ങൾ IGBT-യ്ക്കുണ്ട്. അതിനാൽ, നിലവിലെ വിപണി പരിതസ്ഥിതിയിൽ ഇതിന് കേവല ഗുണങ്ങളുണ്ട്.

അതിനാൽ, നിലവിലെ പവർ സെമികണ്ടക്ടർ വിപണിയിലെ ഏറ്റവും മുഖ്യധാരയായി IGBT മാറിയിരിക്കുന്നു.പുതിയ ഊർജ്ജ ഉൽപ്പാദനം, വൈദ്യുത വാഹനങ്ങളും ചാർജിംഗ് പൈലുകളും, വൈദ്യുതീകരിച്ച കപ്പലുകൾ, DC ട്രാൻസ്മിഷൻ, ഊർജ്ജ സംഭരണം, വ്യാവസായിക വൈദ്യുത നിയന്ത്രണം, ഊർജ്ജ ലാഭം തുടങ്ങിയ നിരവധി മേഖലകളിൽ ഇത് വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു.

ചിത്രം:ഇൻഫിനിയോൺIGBT മൊഡ്യൂൾ

IGBT വർഗ്ഗീകരണം

വ്യത്യസ്ത ഉൽപ്പന്ന ഘടന അനുസരിച്ച്, IGBT മൂന്ന് തരത്തിലാണ്: സിംഗിൾ-പൈപ്പ്, IGBT മൊഡ്യൂൾ, സ്മാർട്ട് പവർ മൊഡ്യൂൾ IPM.

(ചാർജിംഗ് പൈലുകൾ) മറ്റ് മേഖലകളും (നിലവിലെ വിപണിയിൽ വിൽക്കുന്ന അത്തരം മോഡുലാർ ഉൽപ്പന്നങ്ങളാണ് കൂടുതലും). ഇന്റലിജന്റ് പവർ മൊഡ്യൂൾ IPM പ്രധാനമായും ഇൻവെർട്ടർ എയർ കണ്ടീഷണറുകൾ, ഫ്രീക്വൻസി കൺവേർഷൻ വാഷിംഗ് മെഷീനുകൾ തുടങ്ങിയ വെളുത്ത വീട്ടുപകരണങ്ങളുടെ മേഖലയിലാണ് വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നത്.

ആപ്ലിക്കേഷൻ സാഹചര്യത്തിന്റെ വോൾട്ടേജ് അനുസരിച്ച്, IGBT-യിൽ അൾട്രാ-ലോ വോൾട്ടേജ്, ലോ വോൾട്ടേജ്, മീഡിയം വോൾട്ടേജ്, ഹൈ വോൾട്ടേജ് എന്നിങ്ങനെ തരങ്ങളുണ്ട്.

അവയിൽ, പുതിയ ഊർജ്ജ വാഹനങ്ങൾ, വ്യാവസായിക നിയന്ത്രണം, വീട്ടുപകരണങ്ങൾ എന്നിവ ഉപയോഗിക്കുന്ന IGBT പ്രധാനമായും മീഡിയം വോൾട്ടേജാണ്, അതേസമയം റെയിൽ ഗതാഗതം, പുതിയ ഊർജ്ജ വൈദ്യുതി ഉത്പാദനം, സ്മാർട്ട് ഗ്രിഡുകൾ എന്നിവയ്ക്ക് ഉയർന്ന വോൾട്ടേജ് ആവശ്യകതകളുണ്ട്, പ്രധാനമായും ഉയർന്ന വോൾട്ടേജ് IGBT ഉപയോഗിക്കുന്നു.

IGBT പ്രധാനമായും മൊഡ്യൂളുകളുടെ രൂപത്തിലാണ് കാണപ്പെടുന്നത്. മൊഡ്യൂളുകളുടെയും സിംഗിൾ ട്യൂബിന്റെയും അനുപാതം 3: 1 ആണെന്ന് IHS ഡാറ്റ കാണിക്കുന്നു. മൊഡ്യൂൾ ഒരു മോഡുലാർ സെമികണ്ടക്ടർ ഉൽപ്പന്നമാണ്, ഇത് IGBT ചിപ്പും FWD (തുടരുന്ന ഡയോഡ് ചിപ്പ്) ഉം ഒരു കസ്റ്റമൈസ്ഡ് സർക്യൂട്ട് ബ്രിഡ്ജിലൂടെയും പ്ലാസ്റ്റിക് ഫ്രെയിമുകൾ, സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകൾ, സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകൾ മുതലായവയിലൂടെയും നിർമ്മിക്കുന്നു.

Mആർക്കറ്റ് സാഹചര്യം:

ചൈനീസ് കമ്പനികൾ അതിവേഗം വളരുകയാണ്, നിലവിൽ അവ ഇറക്കുമതിയെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു.

2022-ൽ, എന്റെ രാജ്യത്തെ IGBT വ്യവസായത്തിന് 41 ദശലക്ഷം ഉൽപ്പാദനം ഉണ്ടായിരുന്നു, ഏകദേശം 156 ദശലക്ഷം ഡിമാൻഡ്, 26.3% സ്വയംപര്യാപ്തത നിരക്ക്. നിലവിൽ, ആഭ്യന്തര IGBT വിപണി പ്രധാനമായും യിങ്‌ഫീ ലിംഗ്, മിത്‌സുബിഷി മോട്ടോർ, ഫ്യൂജി ഇലക്ട്രിക് തുടങ്ങിയ വിദേശ നിർമ്മാതാക്കളാണ് കൈവശപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്നത്, അതിൽ ഏറ്റവും ഉയർന്ന അനുപാതം യിങ്‌ഫീ ലിംഗ് ആണ്, ഇത് 15.9% ആണ്.

IGBT മൊഡ്യൂൾ മാർക്കറ്റ് CR3 56.91% ൽ എത്തി, സ്റ്റാർ ഡയറക്ടറുടെയും CRRC യുടെയും 5.01% കാലഘട്ടത്തിലെ ആഭ്യന്തര നിർമ്മാതാക്കളുടെ മൊത്തം വിഹിതം 5.01% ആയിരുന്നു. ആഗോള IGBT സ്പ്ലിറ്റ് ഉപകരണത്തിന്റെ മികച്ച മൂന്ന് നിർമ്മാതാക്കളുടെ വിപണി വിഹിതം 53.24% ൽ എത്തി. 3.5% വിപണി വിഹിതത്തോടെ ആഭ്യന്തര നിർമ്മാതാക്കൾ ആഗോള IGBT ഉപകരണത്തിന്റെ മികച്ച പത്ത് വിപണി വിഹിതത്തിൽ പ്രവേശിച്ചു.

IGBT പ്രധാനമായും മൊഡ്യൂളുകളുടെ രൂപത്തിലാണ് കാണപ്പെടുന്നത്. മൊഡ്യൂളുകളുടെയും സിംഗിൾ ട്യൂബിന്റെയും അനുപാതം 3: 1 ആണെന്ന് IHS ഡാറ്റ കാണിക്കുന്നു. മൊഡ്യൂൾ ഒരു മോഡുലാർ സെമികണ്ടക്ടർ ഉൽപ്പന്നമാണ്, ഇത് IGBT ചിപ്പും FWD (തുടരുന്ന ഡയോഡ് ചിപ്പ്) ഉം ഒരു കസ്റ്റമൈസ്ഡ് സർക്യൂട്ട് ബ്രിഡ്ജിലൂടെയും പ്ലാസ്റ്റിക് ഫ്രെയിമുകൾ, സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകൾ, സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകൾ മുതലായവയിലൂടെയും നിർമ്മിക്കുന്നു.

Mആർക്കറ്റ് സാഹചര്യം:

ചൈനീസ് കമ്പനികൾ അതിവേഗം വളരുകയാണ്, നിലവിൽ അവ ഇറക്കുമതിയെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു.

2022-ൽ, എന്റെ രാജ്യത്തെ IGBT വ്യവസായത്തിന് 41 ദശലക്ഷം ഉൽപ്പാദനം ഉണ്ടായിരുന്നു, ഏകദേശം 156 ദശലക്ഷം ഡിമാൻഡ്, 26.3% സ്വയംപര്യാപ്തത നിരക്ക്. നിലവിൽ, ആഭ്യന്തര IGBT വിപണി പ്രധാനമായും യിങ്‌ഫീ ലിംഗ്, മിത്‌സുബിഷി മോട്ടോർ, ഫ്യൂജി ഇലക്ട്രിക് തുടങ്ങിയ വിദേശ നിർമ്മാതാക്കളാണ് കൈവശപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്നത്, അതിൽ ഏറ്റവും ഉയർന്ന അനുപാതം യിങ്‌ഫീ ലിംഗ് ആണ്, ഇത് 15.9% ആണ്.

IGBT മൊഡ്യൂൾ മാർക്കറ്റ് CR3 56.91% ൽ എത്തി, സ്റ്റാർ ഡയറക്ടറുടെയും CRRC യുടെയും 5.01% കാലഘട്ടത്തിലെ ആഭ്യന്തര നിർമ്മാതാക്കളുടെ മൊത്തം വിഹിതം 5.01% ആയിരുന്നു. ആഗോള IGBT സ്പ്ലിറ്റ് ഉപകരണത്തിന്റെ മികച്ച മൂന്ന് നിർമ്മാതാക്കളുടെ വിപണി വിഹിതം 53.24% ൽ എത്തി. 3.5% വിപണി വിഹിതത്തോടെ ആഭ്യന്തര നിർമ്മാതാക്കൾ ആഗോള IGBT ഉപകരണത്തിന്റെ മികച്ച പത്ത് വിപണി വിഹിതത്തിൽ പ്രവേശിച്ചു.