第三代半導體為高功率行業帶來的優勢與安全

新一代半導體具備了高耐壓和低能量消耗的優點,使用此晶片可以幫助高功率電源產業在效能轉換的效率有更好的提升;特別是電動汽車、工業馬達、再生能源都受惠於此,產品的效能和穩定度也更加優異。因此,為確保這些產品在面對高電壓大電流等嚴苛的環境下還能保持最佳效能,製造商們除了要對新一代半導體充分的了解外,電氣安全更是不可忽視。在本期華儀電子報中,我們將介紹新一代半導體在上述行業所改善的項目與相關測試標準。

  • 電動汽車產業

電動汽車續航力提升的關鍵就在於內部設備是否能承受高壓與大電流輸入,以達到節省充電時間的目的。透過第三代半導體應用於DC/DC轉換器和充電樁,可以提升電動汽車續航力和充電效率。然而,在使用更高的電壓和電流的同時,電氣安全還需要嚴苛的把關。依據不同的國家,電動車充電樁相關法規有IEC/EN 61851、UL2202、UL2594和GB18487.3,針對電動汽車用的DC/DC轉換器相關的法規有GB/T 24347。

電動車充電樁的測試一般包含耐壓測試、絕緣阻抗測試和接地阻抗測試。耐壓測試一般會要求在主電路對外殼、主電路對二次電路、二次電路對外殼等不同的位置進行量測。根據不同的法規與量測位置,耐壓測試電壓一般使用1000Vac至4400Vac,不得發生絕緣崩壞現象;絕緣阻抗使用500Vdc進行測試,阻抗值需大於0.1 MΩ;接地阻抗則使用16至25A量測,阻抗值需小於0.1Ω。而DC/DC 轉換器的測試項目則包含耐壓測試和絕緣阻抗。耐壓測試使用2000Vdc (或是額定電壓加上1500Vdc),不得發生絕緣崩潰的情況;絕緣阻抗則使用1000Vdc,量測的絕緣值需大於0.5 MΩ。

已有許多電動汽車相關製造商選擇SE 7441,除了在性能上滿足測試條件的需求,內建多通道測試更是幫助客戶在進行多點測試時能更流暢的完成測試,省去繁瑣的接線程序。

  • 工業馬達

輸出功率是馬達系統的效能指標之一,使用第三代半導體可提升馬達的輸出功率帶來了更好的工作效率,維持整體運行的品質與效率。透過嚴格的電氣安全測試確保馬達在絕佳的表現下,還保有一定的品質與安全性,相關的法規包含IEC60034-1、UL1004、GB12350、IEEE Std.43-2000和GB20160。

一般馬達會根據法規標準進行耐壓測試、接地阻抗測試或是絕緣阻抗測試。根據華儀過去的經驗,在進行耐壓測試時,根據不同法規與馬達輸入電壓使用500V至5000V的測試電壓,將所有線圈短路對外殼進行測試;絕緣阻抗一般使用500Vdc進行測試,量測值需大於10MΩ甚至500MΩ;接地阻抗一般則使用25A量測,阻抗值需小於0.1Ω。

法規並沒有規定在進行耐壓測試時需使用哪種電壓模式,當您選擇使用交流耐壓測試時,需要考量到馬達的功率(馬力)與繞線匝數,因馬達的繞線一般會隨著功率(馬力)提高而增加繞線匝數,相對的線圈間的寄生電容值也隨之增加。因此,需要選擇具有500VA容量的耐壓測試儀,例如SE系列的SE 7451和 SE 7452。此外,為符合法規IEEE Std.43 / GB20160的絕緣電阻測試需求還需搭配負極性直流電壓輸出以進行絕緣電阻測試。

  • 再生能源

再生能源的普及,第三代半導體也扮演著不可或缺的角色。以風力發電為例,風速突然增大帶來了豐沛的電量,還需使用能承受此高電壓與電流的元件才能有效的降低轉換耗損。因此,採用了新一代半導體,可提高風力發電轉換器的能源轉換率。風力發電轉換器相關的法規包含UL 508C、UL 1741、UL 61800和IEC 62477。

風力發電轉換器的安規測試項目為耐壓測試,根據系統電壓使用1000Vac至4400Vac對主電路對外殼、主電路對二次電路、二次電路對外殼等不同的位置進行量測,不得發生絕緣崩壞現象。

華儀客戶多會選擇SE 系列安規綜合分析儀,除了有完整的電氣安全測試功能與內建多通道測試,簡易操作且人性化的觸控面板操作以及高度靈活且可編程的測試參數,提升整體的測試效率更是作為風力發電的最佳解決方案。

隨著第三代半導體的問世與產業的發展,產品的安全性需要更嚴格的把關,華儀電子守護全球電氣安全超過40年,隸屬於擁有超過85年的專業技術及經驗美商Ikonix 集團,已成功協助多家企業解決產品的電氣安全測試挑戰,提供完整的解決方案守護產品的品質與安全。經典產品SE系列為許多知名企業指定使用,不僅電氣安全測試功能齊全,更結合了業界指標性的電弧偵測功能、高精度四線測量及真實負電壓測試,強化了安全性。其最大輸出功率可達500VA,滿足馬達等高功率電源產業的測試需求,更加符合現今產業多變的即時需求。在操作介面上,觸控面板及條碼掃描連結,方便操作人員在使用上更加簡潔有效率。高功率產業的產品與設備多要求需要進行多點測試,內建多通道掃描儀或搭配7006 矩陣掃描器可提升測試效率。若您想進一步了解SE系列產品或是各產業完整的解決方案,請立即與我們聯繫