电子科技的飞速发展为人类生活增添了亮丽的色彩,可是随著工业化、城市化程度的加深,电子技术也给世界蒙上了一层阴影。
电能来自于大量其他能源,而其中大部分能源是不可再生的,电能的过度消耗影响了人类社会未来的可持续发展。因此,环境节能,尤其是电子产品的节能高效议题成为眼下的热点话题之一。
留心观察就会发现,节能环保的探讨往往以集成电路为焦点,而忽略了电子元件的作用。电子元件作为电子信息产品的基础,一直默默支撑著电子信息产业的发展。从迷你的U盘到航空航天,电子元件无处不在。无论从使用数量或系统成本而言,电子元件都超过了集成电路,因此节能话题离不开电子元器件。
中国是全球家电的生产基地,家电业年产值达6,000亿元,而中国家电产品的耗电量也超过了中国总耗电量的15%。因此,家电节能成为节能减排首当其冲的对象,特别是家用三大件—空调、电视、洗衣机的节能更是频频挑战极限。
空调:功率器件、马达双管齐下
去家电大卖场走一圈,变频空调占据了大半柜台,可以看出变频空调所具备的节能优势以及所营造的生活环境已获得更多人的接受,而政府部门将变频空调纳入节能清单的带头作用,也无形中为变频空调打造了良好的口碑。
功率器件和压缩机马达是空调节能的两大关键元件,三菱电机掌握了这两个空调的核心技术成功占据了变频空调、冰箱以及洗衣机市场60%的份额。行业内掌握功率半导体技术的企业不少,但同时掌握功率半导体和马达的企业则寥寥无几。三菱电机株式会社环境推进本部本部长蛭田道夫介绍,今后该公司计划采用SiC(碳化硅)模块进一步提高变频器的使用效率。
如果可以将现有的产品全部切换成碳化硅的产品将可以大幅降低能耗。根据三菱电机所做的一个换算,如果到2015年为止,把所有的半导体切换成碳化硅半导体,节省的能耗可以相当于200万户人口的用电。蛭田道夫透露,目前SiC的开发进度已经完成了实证试验。他希望能在2010年把这项技术发展到实用化的水平。.
**初变频空调压缩机的马达为交流马达,之后技术发展到采用直流无刷马达。三菱电机还推出号称行业内效率**高的“龙骨马达”,其独创的压缩机龙骨马达铁芯就像龙骨一样可以展开,在展开的定子铁芯上高密度地绕上铜线之后再合起,使马达的体积大幅度减小,并且实现了绕线的紧密化和体积的缩小,大大提高了马达的效率。
洗衣机:直驱永磁同步电机显身手
相对于空调,洗衣机的节能更为复杂,涉及了耗电量、耗水量两项指标。而家电市场面向普通消费者的特性,还需要兼顾价格,以低成本达到高效节能的表现。
“传统来说,像洗衣机等家电所采用的电机都是电感机械,以定速操作,并且只会利用机械式变速器或工作周期等不太精密及低效率的调节技术。如果以变速永磁的方法来取代这些电机,便可减少多达60%的能源浪费。”国际整流器公司(IR)环球销售高级副总裁PaulRolls分析目前的家电电机技术状况时说道,“问题是有关的电子控制单元设计复杂,包含了数字、模拟和功率级。
针对家用洗衣机的电机节能问题,IR推出了面向洗衣机直驱永磁同步电机(PMSM)的无传感器控制平台iMOTION。