PCIM-2006: будущее начинается сегодня

Как всегда, на PCIM съехались ведущие производители компонентов для силовой электроники — EUPEC, SEMIKRON, Mitsubishi, IR, Fuji, IXYS и многие другие. На выставке были компании, поставляющие аксессуары, необходимые для производства мощной электронной техники: резисторы, конденсаторы, шины, соединители, системы охлаждения, несколько фирм предлагали специализированный софт. Количество «сопутствующих товаров» с каждым годом растет и по номенклатуре, и по количеству поставщиков. Например, в этом году многие компании предлагали такой редкий товар, как теплопроводящие печатные платы на керамической основе. И как обычно, по своим размерам и количеству новинок выделялся расположенный в центре первого павильона стенд компании SEMIKRON (рис. 1).

Рис. 1. Экспозиция компании SEMIKRON

В двух больших залах, где участники постоянно размещают свои стенды на одних и тех же местах, внимание привлекают, прежде всего, новинки: технологии, элементы, схемные и конструкторские решения. Пожалуй, это характерная особенность PCIM — на выставке всегда можно ознакомиться с последними достижениями фирм-экспонентов. Я написал о том, что в течение многих лет компании не меняют расположения своих экспозиций, и вспомнил, что на сей раз гостей ожидал сюрприз — фирма International Rectifier кардинально изменила свой выставочный дизайн. Вместо огромного двухэтажного стенда, прежде встречавшего посетителей у самого входа, IR выбрала скромную площадку (рис. 2), где только несколько витрин напоминали об основных направлениях деятельности — балластах, бытовых интеллектуальных приводах, источниках питания. То ли это политика жесткой экономии, то ли изменение курса американской компании по отношению к Европе…

Рис. 2. Стенд компании International Rectifier

На PCIM-2006 почти не были представлены китайские фирмы, и это разительно отличает немецкую выставку от нашей последней «Экспо-Электроники», на которой «чайна-таун» занимал весьма существенное пространство. Неясно, почему китайцы до сих пор не проявили себя в сфере производства мощных полупроводников, может быть, все их силы ушли на выпуск автомобилей и бытовой техники? Однако если судить по другим отраслям промышленности, то наступление восточного гиганта на рынке силовой электроники не за горами.

Одна из ключевых новостей в мире силовой электроники — поглощение концерном Infineon компании EUPEC. На выставке они были представлены на общем стенде, а название EUPEC сопровождалось примечанием: As Infineon brand (рис. 3). В ближайшее время EUPEC прекратит свое существование как бренд, и вся продукция будет выпускаться под маркой Infineon Technologies. Под контроль Infineon переходит продукция, сотрудники, деловые связи и подразделения EUPEC. Пока непонятно, чем это грозит потребителям: на сайте компании в информационном сообщении, посвященном поглощению, указано, что интересы бизнес-партнеров не будут ущемлены никоим образом. Однако, как правило, глобальные перемены, связанные с изменением структуры компании, неизбежно отражаются на клиентах.

Рис. 3. Стенд компании Infineon/EUPEC

Тенденция к предложению готовых решений, которая отчетливо проявилась на PCIM-2005, становится приоритетным направлением деятельности ведущих производителей силовой электроники. Так, более 30 лет SEMIKRON занимается разработкой преобразователей на заказ, и мы уже привыкли к новым интересным силовым сборкам, демонстрирующимся на стенде компании. В этом году посетителей заинтересовал очередной универсальный приводной модуль серии SEMIKUBE [1] типоразмера 1/2 мощностью 110 кВт (рис. 4б). На PCIM-2006 готовые решения можно было увидеть в экспозициях многих фирм. На рис. 4а представлен блок, разработанный компанией АВВ на основе управляемых высоковольтных тиристоров с изолированным затвором IGCT (Insulated Gate Controlled Thyristor). Модуль является плечом трехуровневого инвертора мощностью 1,7 МВт при частоте 1 кГц. Готовая силовая сборка появилась и на стенде основного конкурента европейских компаний — концерна Mitsubishi. На рис. 4в показана силовая часть инвертора с жидкостным охлаждением мощностью 350 кВт. Фирма не располагает собственным дизайн-центром, проектирующим подобные изделия, и заказывает их сторонним организациям. Например, сложнейшая многоуровневая высоковольтная сборка тягового привода для электропоезда разрабатывалась конструкторским центром SEMIKRON [3]. Проектирование и изготовление модуля, показанного на фотографии, осуществила компания John G Peck Ltd.

Рис. 4. Силовые сборки ABB, SEMIKRON, Mitsubishi

С каждым годом увеличивается количество фирм, предлагающих ламинированные шины — один из самых сложных и ответственных элементов конструкции силового преобразователя. На PCIM-2006 была представлена новая французская фирма Idealec, специализирующаяся на производстве силовых шин. По тщательности конструкторской проработки, качеству изготовления и широте номенклатурного ряда видно, что подобные изделия чрезвычайно востребованы в мире. Кстати, центр разработок SEMIKRON находится в Париже, а ламинированные шины для него поставляет французская фирма Eldre [2], в экспозиции которой на PCIM-2006 был показан самый широкий спектр шин разнообразной конфигурации.

Каждая новая выставка PCIM отличается от предыдущей растущим уровнем «интеллектуализации» предлагаемой продукции. В этом году на стендах нескольких фирм экспонировались системы, предназначенные для применения в электро- и гибридомобилях — транспорте XXI века. На рис. 5 показан привод управления мотор-колесом, разработанный компанией Tyco Electronics. Обратите внимание на качество исполнения стенда: такие экспозиции доставляют посетителям большое удовольствие и с технической, и с эстетической точки зрения. Все элементы привода сопровождались подробными пояснениями и пиктограммами, а направление потоков энергии было отмечено бегущими огнями. Впрочем, для привлечения посетителей используются самые разнообразные средства: на картинке в правой части фотографии видны два мотоцикла Harley Davidson футуристического дизайна, представленные в экспозиции электротехнической фирмы Eurocomp. Мимо пройти невозможно — глаз не оторвать! Когда в конце дня эти мотоциклы заводили, от грохота тряслись все стенды. К сожалению, об этой компании ничего интересного больше сказать невозможно. А что касается подлинно любопытных новинок, о них речь пойдет далее.

Рис. 5. Электропривод мотор-колеса Tyco Electronics, мотоциклы Harley Davidson в качестве «шоу-стоппера»

Нельзя не отметить появление нового драйвера 1SD1548, который демонстрировался на стенде фирмы CT-Concept. Специалисты по силовой электронике хорошо знают эту компанию, занимающуюся производством плат управления мощными модулями IGBT. 1SD1548 — одноканальный изолированный драйвер IGBT с выходным током 48 А — является сегодня мощным устройством подобного типа, он предназначен для использования в составе транспортных приводов.

Известие о появлении нового поколения модулей SEMIKRON SEMiX с кристаллами SPT+ стало, пожалуй, самым интересным на выставке. Если заявленные характеристики данного класса IGBT будут реализованы, то у разработчиков впервые появятся по-настоящему универсальные модули, способные одинаково хорошо работать во всем диапазоне приводных частот. Предельная рабочая температура кристаллов SPT+ составляет 175 °С, что означает увеличение запаса по предельному току на 20–25%. Кроме пониженного уровня статических и динамических потерь новая технология имеет еще одно уникальное свойство: кристаллы SPT+ обладают способностью к так называемому самоограничению. Другими словами, SPT+ — это первые низковольтные IGBT, способные поглощать ограниченную энергию лавинного пробоя (Avalanche Energy).

Одновременно с SEMiX, чей конструктив является достаточно инновационным, SEMIKRON представил серию модулей IGBT в стандартных корпусах SEMITRANS на основе новейших Trench-кристаллов. Усовершенствованная технология Trench 4-го поколения, разработанная Infineon, позволяет расширить область рабочих частот, улучшить электрические параметры силовых ключей и одновременно уменьшить размер чипов. С появлением модулей серии Т4 название Trench IGBT перестало быть синонимом низкочастотных ключей. Теперь наравне с SPT+ эти элементы претендуют на звание универсальных, широкополосных. Подробную информацию о модулях SPT+ и Т4 можно найти в статье, также опубликованной в журнале. С удовольствием можем констатировать, что некоторые российские производители преобразовательной техники уже заказали образцы данных модулей для своих новых разработок.

Пружинные контакты, позволяющие избавиться от проблем, связанных с «усталостью» паяных соединений, широко используются SEMIKRON при производстве своей продукции. К настоящему моменту в модулях, выпущенных компанией и используемых в различных применениях, успешно работает более 300 млн пружинных выводов! Этому событию был посвящен отдельный стенд экспозиции SEMIKRON (фото 6а), на котором контакты, применяемые в модулях MiniSKiiP и SEMiX, красовались в изящной коробочке, подобно ювелирным изделиям.

Нельзя не упомянуть и о появлении нового малогабаритного модуля серии SEMITOP (рис. 6б). С появлением конструктива SEMITOP 4 (размером лишь 60Œ55Œ12 мм) максимальная моторная мощность в инверторном включении для данного класса компонентов увеличена до 22 кВт. Модули в конфигурации CIB (выпрямитель — инвертор — тормозной каскад) с напряжением 600 В имеют номинальный ток более 170 A. В скором будущем элементы семейства SEMITOP 4 также планируется выпускать с кристаллами новейшего поколения Trench 4 IGBT.

Рис. 6. Ключевые экспонаты экспозиции SEMIKRON: пружинные контакты, малогабаритный модуль SEMITOP 4, модуль SEMiX с кристаллами SPT+

Невозможно не позавидовать западноевропейскому отношению к печатному техническому слову. В одной только Германии выпускается огромное количество специализированных журналов, посвященных силовой электронике и различным ее направлениям. Большинство таких изданий было показано на стенде печатной продукции (рис. 7). В отличие от московских выставок, на нюрнбергской PCIM западные издатели представляют последние номера своих журналов на едином стенде Planet News, где каждый желающий может (за кружкой пива) ознакомиться с интересующими материалами и подписаться на любое издание.

Рис. 7. Стенд печатной продукции

Вечером, когда голова теряла способность воспринимать техническую информацию, я шел бродить по улицам города, в который можно влюбиться с первого взгляда. Когда гуляешь по фантастическому, сказочному Нюрнбергу, трудно представить, что он был полностью уничтожен бомбежками союзников, как оплот национал-социализма. Сейчас кажется, что никакое зло не может поселиться в этом месте, словно появившемуся из сказок Гауфа или братьев Гримм. Однако о трагедии, произошедшей здесь много лет назад, напоминает многое. Недалеко от выставочного центра Messe находится стадион, где в 1930-е годы проходили сборища нацистов, а недавно проводились матчи чемпионата мира по футболу. А в 20 минутах ходьбы от стадиона расположен уникальный DocuCentre (Documentation Centre Nazi Party Rally Grounds) — архив документов нацистской Германии. Задуманный как грандиозный форум для проведения съездов национал-социалистов, он превратился сначала в руины, а потом — в музей, посвященный истории фашизма. Немцы вообще очень серьезно относятся к этой странице своей истории.

Рис. 8. Вид на старую крепость Нюрнберга

Даже в Нюрнбергском музее транспорта есть очень интересная экспозиция «Нацизм и транспорт, 1933–1945». А у нас храм, разрушенный, чтобы превратиться в чудовищный Дворец Советов, стал бассейном — от великого до смешного один шаг. Да и начинающие фашисты в России чувствуют себя не в пример вольготнее, чем в Германии. К сожалению, в нашей стране до сих пор нет музея, посвященного преступлениям наших вождей…

Рис. 9. Музей DocuCentre — архив документов нацисткой Германии. Вид сегодня и в 1936 году

В октябре 2006-го в Москве пройдет третья выставка «Силовая Электроника», которая с каждым годом становится все интереснее и насыщеннее. Директор российского отделения компании SEMIKRON Франк Тон называет наше мероприятие российским PCIM. В этом мы видим высокую оценку московской выставки и веру в будущее нашей электроники, однако понимаем, что в большей степени это аванс. Пока что ни по количеству новинок, ни по представительности «Силовая Электроника» не может сравниться с европейским форумом, хотя динамика явно положительная. Если вспомнить первую московскую выставку, прошедшую три года назад, то в ней участвовала лишь одна крупная европейская компания — SEMIKRON. Остальные были представлены своими дистрибьюторами. Но прошло немного времени и ситуация изменилась: все больше производителей заявляет о своем намерении приехать в Москву на «Силовую Электронику», все больше новых элементов и инновационных технических решений можно видеть в экспозициях. В этом — залог будущего нашей силовой электроники, и это будущее начинается сегодня.