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PCIM之桥——连接中国与世界电力电子领域
————访德国Mesago PCIM公司总裁Mr.Udo Weller及PCIM China大会主席Dr.Lorenz

发布时间:2006-04-12 来源:中国自动化网 类型:人物专访 人浏览
关键字:

PCIM

导  读:


3月21日,PCIM China国际研讨会暨展览会在上海隆重举行。作为国际电力电子领域最权威的组织之一,PCIM在国外久负盛名。


为了让更多的中国读者了解PCIM 以及PCIM China的发展计划,并试图探讨与其建立有效的合作机制,本站记者(以下简称“记”)采访了德国Mesago PCIM公司总裁Mr.Udo Weller及PCIM China主席Dr.Lorenz。


[B]记:[/B]作为PCIM Europe(国际电力电子、智能传动和电能质量博览会和研讨会)的组织者,Mesago PCIM在国外久负盛名。但在中国还有很多人不熟悉PCIM,您能为我们介绍一下Mesago PCIM及其项目的情况吗?

[img]20064121619070528.jpg[/img]

[B]Mr. Weller:[/B]Mesago集团成立于1982年,是领先的的国际展览会和研讨会的组织者,尤其是在核心技术、商业话题和吸引世界范围的厂商广泛参与等方面。涵盖的主题包括:
——电气自动化技术
——电子制造
——电磁兼容性
——电力电子
——微系统技术及其它
美沙集团在通过博览会和研讨会来发展业务和增进交流方面的优势在于其专业知识和国际化的经验。客户的需求是我们重点关注的。每届博览会上,美沙集团都举行大量的市场活动、提供联谊机会和服务计划来支持展会的参加者,帮助他们在展会结束后仍能建立持久的商业关系和业务合作。
美沙集团在活动中坚持的高标准,确保展会得到了工业界、科技界和政府中有国际声誉的领袖人物的关注、参与和支持。Mesago PCIM,作为专注于电力电子行业展览的子公司,是PCIM Europe(国际电力电子、智能传动和电能质量博览会和研讨会)的组织者。自1979年以来,每年在德国的纽伦堡举办,是电力电子行业的世界顶级博览会。展会占地10,000平方米,有300家参展厂商参加,每年吸引约6000人次参观,出席研讨会的人数超过500人。
应客户和中国巨大且日益增长的电力电子市场的需要,从2002年起,每年在上海举办PCIM China(国际电力电子研讨会和博览会)。共有40个国际供应商参展,展区面积为1,800平方米。PCIM China是在上海新国际展览中心(SNIEC)举办的慕尼黑电子与产品展览会(中国)的一部分。展会的参观总人数超过30,000人。在PCIM China研讨会上,国际专家将介绍面向应用的最新电力电子发展成果,从而为市场注入新的动力。


[B]记:[/B]对于从事电力电子领域工作的企业和个人,能从PCIM的研讨会和博览会上得到什么益处?
[B]Mr. Weller:[/B]电力电子在电力工程所有领域的技术发展中都有着巨大的影响。能量流的所有阶段,从发电、配电到电能质量,都有其应用。今天,在电力技术的所有应用领域,如家电、传动系统、电信等,电力电子产业正面临着巨大的增长。尤其是在中国,持续增长的需求需要大量有关电力电子及其应用发展的最新信息。在PCIM的展会上,领先的国际供应商正展示其最新产品和解决方案。参观者可于这些公司的产品经理就一些应用展开个别的讨论。在研讨会上,来自全球的专家不仅可以提供有关最新发展的深入信息,而且还可与之就技术细节展开讨论。简而言之:不论需要什么,你在都能PCIM China上找到解决方案。


[B]记:[/B]在欧洲,PCIM有着多年的经验,您认为这些经验对PCIM China起到帮助了吗?如果有,以何种方式?
[B]Mr. Weller:[/B]在该行业经历了这么多年,PCIM已与数以百计的来自工业界和学术界的专家建立了关系。他们的专业知识加上来自中国电力电子行业专家的支持,这一国际化的专家网络保证博览会满足中国市场的需要。


[B]记:[/B]什么样的论文有资格在PCIM会议上报告?您如何保证论文的水平?
[B]Mr. Weller:[/B]为了保证PCIM China研讨会上报告论文的高质量,我们成立了顾问委员会,主席由来自英飞凌公司的Leo Lorenz教授担任。委员会的其他成员由具有多年在华工作经验的跨国公司专家和来自一些中国顶级大学的专家担任。顾问委员会在鉴别研讨会的主题和挑选将在大会上报告的论文方面是权威的。


[B]记:[/B]您对PCIM China的工作有什么想法?它将怎样发展?
[B]Mr. Weller:[/B]PCIM China的博览会和研讨会是理想的组合,能够使电力电子专家与业内的最新趋势保持一致。我们希望通过增加参展商、参观者以及研讨会与会人数的数量,延续该展会的成功历史,并使之成为中国电力电子行业的一项重要活动。


[B]记:[/B]作为一家技术媒体,我们能够做些什么来支持PCIM在中国的工作?
[B]Mr. Weller:[/B]即使在五年后的今天,PCIM仍需要更好地了解中国的电力电子产业。我们尤其希望吸引更多的中国供应商在展会上展出他们的产品,并且希望更多的人参加研讨会。为了达到这个目的,我们迫切需要中国技术媒体的支持来传播我们的讯息。值得高兴的是,贵媒体和Mesago PCIM将在这方面扩展合作。


[B]记:[/B]电力电子的系统集成是个非常重要的主题。您能为我们介绍一些系统集成方面的最新发展及趋势吗?
[B]Dr.Lorenz:[/B]系统集成是一个非常通用的术语,机械工程师、生物化学工程师和电气工程师都在使用这个词。在电力电子行业中,当谈论系统集成时,是出于下面两个原因。
第一,系统集成将使电力电子系统的器件更为轻巧,但高效、极为健壮且寿命长。这对于像笔记本电脑、数码相机、移动电话一类的移动系统是很重要的。这些系统的电源应被集成在设备或插头里。
第二个原因则围绕着许多问题,比如在电机控制中所遇到的一些问题。举个例子,如今,电动机被用在诸如机床、工厂自动化、水泵以及任何需要将电能转换成机械能的场合。通常功率变换器位于中央控制站的控制柜中,远离电机,通过长电缆与电机相连。开关噪声和EMI的电功率沿电缆传送,影响着整个环境。在许多场合,EMI沿着电缆影响所有的通讯和数据处理单元。电缆的长度决定了电气性能。
为了改变这种现象,我们的目标是将电力电子变频器直接集成在电机上。这里我举两个例子。目前,用于电机控制的变频器由IPM(集成功率模块)组成,这是一项普通的技术。对于特殊应用,可采用ASIPM(专用集成功率模块)。所有这些模块基本上都集成了全部功率芯片和驱动保护功能。从使用的角度来说,其优势在于芯片的隔离、良好的热传递以及简单的驱动都已实现。下一步,我可以十分肯定地认为,集成度会更高。 所有的功率芯片、整流器、功率转换组件、优化过的驱动和包括电压隔离、信号处理IC、温度检测、电流检测和滤波器组件等保护功能都将被集成在一个封装中。这些将在5到8年内实现,到那时所有的东西都被集成在一起。在集成化的道路上,我们需要开发与功率芯片、3D被动集成、新的热管理概念、新的隔离技术、检测和系统接口材料相关的许多技术。我猜想这需要花费5年或8年的时间。再下一步,所有这些东西都将被集成在电机里。这里,我们首先要开发的是高温电阻技术,因为将面临一个与现在非常不同环境,需要做大量的可靠性测试。我猜想这种局面至少将在10年内出现。促使技术朝这个方面发展的是混合动力/电动汽车的牵引电机。
低功率方面也将朝着相同的方向发展,这里我们谈谈对中国来说非常重要的空调。功率集成将更多在芯片上实现,例如,IGBT和二极管将集成在一片硅片上。 信号处理IC、传感器和功率芯片将有不同的划分。在很低功率的场合,如P<100W,片上系统将扮演关键的角色。一块芯片包含功率部分,另一块芯片采用不同的技术作为控制器。所有的控制功能和信号调理将集成在一个芯片中。
第三个例子是笔记本电脑的电源。由于要随身携带,笔记本电脑的电源将变得非常小巧。我敢肯定,从长远来看,将来笔记本电脑的电源要么被集成在电脑里,要么被集成在插头里。这并不是个新想法。但随着额定功率的不断增加, 需要极为成熟的技术。对于超高功率密度、超低功率损耗、有效EMI解决方案和低成本等场合,要实现着这个目的还需要一些时间。路线图上所展示的技术将在下一个10年内提供这方面的解决方案。为了减小无源器件的尺寸需要高的开关频率(达MHz级)。但是高开关频率会带来高的动态损耗。为了减少损耗,除了新的装配技术外,还需要新技术。集成化的道路上需要很多新技术。
此外,我想简要提一下灯。灯的插座中集成了电子器件,从成本的角度来看这非常好。但由于集成(build-in)区域的温度极高,因此需要高温电子器件。此外,即使当温度达到175度时,电子设备也必须可靠。这是一个新的系统集成领域。全面的系统集成将推进未来电力电子技术的发展。


[B]记:[/B]PCIM在中国已举办了五届,今年的热点话题和特点是什么?
[B]Dr.Lorenz:[/B]今年有三个主要的话题:AC/DC和DC/DC电源、运动控制和高频电子设备。

[img]200641216193170034.jpg[/img]

在电力电子行业,高频功率变换是一个真正的热点话题。我们有三篇关于组件的论文。在低功率MOSFET方面,展示了如何既能获得高达MHz的开关频率又能减少功率损耗的新方法。还展示了功率芯片触点新技术和能够减少寄生电感电容的新电路图布局方法。另一个重要的主题是集成二极管的IGBT模块,这对将来的低功率电机控制变频器来说是很重要的。 如今的方向是在IGBT中集成飞轮二极管。这并不简单,因为有两个组件:高开关频率、低损耗的全功能IGBT模块和二极管。 当采用分立组件时,可以分别优化IGBT和二极管的电气性能。在许多应用中,从电气的角度来看,集成是能够胜任的,但在价格方面不具有优势。研讨会上展示和讨论的另一个重要成果是高压功率MOSEFET。多年前引入了超结技术。今年讨论了有关基于超结技术的高压功率MOSFET内部超高速开关二极管的一些新概念。高压功率MOSFET的内部二极管是个存在缺陷,会议展示了改进集成二极管动态特性的一种新方法。会上,有一篇好的技术综述为我们阐述了目前市场上存在的不同技术。以上所讲的是组件一侧,在系统一侧,有两篇非常有趣的论文,是关于笔记本电脑电源适配器效率改进的。改进后的转换器极其小巧、轻便和高效,并集成有冷却系统。想法并不新但是对电路布局做了大量改进。减少动态损耗非常重要。一些非常新的AC/DC和DC/DC转换器电路布局技术方法也在会上作了展示和讨论。会议论文和专家讨论中有很大一部分是关于效率改进、发热管理、EMI验证和系统集成方法的。今年的研讨会有一些主要的范围,包括组件和电路布局。当然,来自顶尖公司的主题展示总是会议的亮点。


[B]记:[/B]您认为中国电力电子产业与欧洲相比存在哪些差距?
[B]Dr.Lorenz:[/B]我要说的一个主要的差距是,在电源和电机控制等行业,中国有许多中小型企业和少数的大型公司。小公司通常没有工程资源和骨干工程师去从事产品开发工作。其中的一些公司通过与高校合作从事开发。将研发外包给大学是廉价的方式。这与欧洲的情况不同。许多劳动密集型产品在中国生产,大部分是对成本敏感的电子元器件。工程资源被保持在最低限度。一些技术开发工作由像英飞凌这样的组件供应商完成。英飞凌这样的公司提供所有半导体组件的评估板。很多情况下,评估板是针对应用进行设计和优化的。在中国,我们不仅仅销售组件,还得为客户提供系统的技术知识,因此,我们从事的系统设计已与产品非常接近。中国公司的产品研制时间很短,一部分开发工作由半导体公司完成, 另一部分则由大学承担。这一点,与在欧洲和美国的情况有着很大的不同。在欧洲,我们不需要提供板级的技术服务,只出售组件和提供数据手册及应用手册。我们在欧洲和美国的工作方式是走访各家公司,提供产品介绍。供应商和用户之间有着与在中国完全不同的支持和协作方式。对于一些低功率大批量的电子/电力电子产品,欧洲和美国正在丧失其地位。对于劳动密集型的中低质量电气元件,中国更具优势。中国无穷无尽的工程资源和工作时间使得生产向中国转移。但问题随之而来,当技术取得突破,电子产品都由全自动生产线生产时,哪个国家效率是最高的?有了新技术,你需要优化你的生产线。新的全自动生产线可以落户在任何地方。另一方面,欧洲和中国相比 ,一个主要的差别是对于面向工程的电子器件 ,需要经验极为丰富的工程师。一些领域需要高水平的工程师,如大功率系统(发电、配电、电能储存、列车大功率电机驱动器,工厂等),机床,工厂自动化,技术高度成熟的驱动器等。在应用和经验交叉领域,欧洲更为强大。与中国相比,我认为欧洲和美国在这方面是强大的。此外,在创新方面,欧洲是强者。在中国,也有大公司开始加速创新。在未来的5至10年内,中国和欧洲将势均力敌。 中国的强项在于大批量产品的生产。


[B]记:[/B]您对中国电力电子技术的发展有什么样的看法?
[B]Dr.Lorenz:[/B]我的一个看法是节能,这在中国非常重要。我得知几个月前中国对空调系统提出了新的规定。新型电机和新的电力电子技术正沿着这个方向发展。政府正通过一系列的规定建立一些里程碑,这将对电力电子行业产生影响。当存在强制的规定时,解决方案将随之而来。中国在工程师资源方面的优势也不是问题。在欧洲和美国,没有足够的工程师。在电力电子领域,工程师的缺乏更为严重。在中国,工程师非常有工作热情,而且电力电子也被认为是关键技术。政府、大学和工业界正紧密合作,并建立令人兴奋的电力电子研究中心。在未来的三到五年,你们将具有更高的教育水平,从而推动电力电子技术向前发展。在这期间,你们将变得和欧洲一样强大,也许主要的竞争对手将变成印度和韩国。对于我们及中国来说,他们将成为非常强大的竞争对手。


摘自《变频器世界》


[B]专访英文版:[/B]
[URL=http://www.ca800.com/06/4-12/n41977.asp]Bridge of PCIM—Power Electronics Connection between China and the world[/URL]







































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