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電子元器件領航,家電步入節(jié)能時代

節(jié)能環(huán)保的探討往往以集成電路為焦點,而忽略了電子元件的作用。電子元件作為各種電子信息產(chǎn)品的基礎,無論從使用數(shù)量或系統(tǒng)成本而言,電子元件都超過了集成電路,因此節(jié)能話題離不開電子元器件。

CAT ID: 2800 電子科技的飛速發(fā)展為人類生活增添了亮麗的色彩,可是隨著工業(yè)化、城市化程度的加深,電子技術也給世界蒙上了一層陰影。 電能來自于大量其他能源,而其中大部分能源是不可再生的,電能的過度消耗影響了人類社會未來的可持續(xù)發(fā)展。因此,環(huán)境節(jié)能,尤其是電子產(chǎn)品的節(jié)能高效議題成為眼下的熱點話題之一。留心觀察就會發(fā)現(xiàn),節(jié)能環(huán)保的探討往往以集成電路為焦點,而忽略了電子元件的作用。電子元件作為電子信息產(chǎn)品的基礎,一直默默支撐著電子信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。從迷你的U盤到航空航天,電子元件無處不在。無論從使用數(shù)量或系統(tǒng)成本而言,電子元件都超過了集成電路,因此節(jié)能話題離不開電子元器件。 中國是全球家電的生產(chǎn)基地,家電業(yè)年產(chǎn)值達6,000億元,而中國家電產(chǎn)品的耗電量也超過了中國總耗電量的15%。因此,家電節(jié)能成為節(jié)能減排首當其沖的對象,特別是家用三大件—空調(diào)、電視、洗衣機的節(jié)能更是頻頻挑戰(zhàn)極限。 空調(diào):功率器件、馬達雙管齊下 去家電大賣場走一圈,變頻空調(diào)占據(jù)了大半柜臺,可以看出變頻空調(diào)所具備的節(jié)能優(yōu)勢以及所營造的生活環(huán)境已獲得更多人的接受,而政府部門將變頻空調(diào)納入節(jié)能清單的帶頭作用,也無形中為變頻空調(diào)打造了良好的口碑。 功率器件和壓縮機馬達是空調(diào)節(jié)能的兩大關鍵元件,三菱電機掌握了這兩個空調(diào)的核心技術成功占據(jù)了變頻空調(diào)、冰箱以及洗衣機市場60%的份額。行業(yè)內(nèi)掌握功率半導體技術的企業(yè)不少,但同時掌握功率半導體和馬達的企業(yè)則寥寥無幾。三菱電機株式會社環(huán)境推進本部本部長蛭田道夫介紹,今后該公司計劃采用SiC(碳化硅)模塊進一步提高變頻器的使用效率。如果可以將現(xiàn)有的產(chǎn)品全部切換成碳化硅的產(chǎn)品將可以大幅降低能耗。根據(jù)三菱電機所做的一個換算,如果到2015年為止,把所有的半導體切換成碳化硅半導體,節(jié)省的能耗可以相當于200萬戶人口的用電。蛭田道夫透露,目前SiC的開發(fā)進度已經(jīng)完成了實證試驗。他希望能在2010年把這項技術發(fā)展到實用化的水平。 最初變頻空調(diào)壓縮機的馬達為交流馬達,之后技術發(fā)展到采用直流無刷馬達。三菱電機還推出號稱行業(yè)內(nèi)效率最高的“龍骨馬達”,其獨創(chuàng)的壓縮機龍骨馬達鐵芯就像龍骨一樣可以展開,在展開的定子鐵芯上高密度地繞上銅線之后再合起,使馬達的體積大幅度減小,并且實現(xiàn)了繞線的緊密化和體積的縮小,大大提高了馬達的效率。 洗衣機:直驅(qū)永磁同步電機顯身手 相對于空調(diào),洗衣機的節(jié)能更為復雜,涉及了耗電量、耗水量兩項指標。而家電市場面向普通消費者的特性,還需要兼顧價格,以低成本達到高效節(jié)能的表現(xiàn)。 “傳統(tǒng)來說,像洗衣機等家電所采用的電機都是電感機械,以定速操作,并且只會利用機械式變速器或工作周期等不太精密及低效率的調(diào)節(jié)技術。如果以變速永磁的方法來取代這些電機,便可減少多達60%的能源浪費。”國際整流器公司(IR)環(huán)球銷售高級副總裁Paul Rolls分析目前的家電電機技術狀況時說道,“問題是有關的電子控制單元設計復雜,包含了數(shù)字、模擬和功率級。” 針對家用洗衣機的電機節(jié)能問題,IR推出了面向洗衣機直驅(qū)永磁同步電機(PMSM)的無傳感器控制平臺iMOTION。Roll介紹,IR通過把新型的數(shù)字IC、高壓IC、混合信號功率產(chǎn)品和新的封裝技術結合到iMOTION集成設計平臺,使采用永磁電機的節(jié)能洗衣機驅(qū)動電子元件成本,可以降低到與使用傳統(tǒng)電機、滑輪和齒輪的洗衣機相似的水平。此外,這個平臺采用嵌入式磁場定向控制(FOC)算法,具有很好的轉矩控制特性,有助于在洗滌過程中減少熱水用量,從而節(jié)省70%的能耗。 和三菱電機相似的是,IR也在積極探索新材料實現(xiàn)節(jié)能降耗之路。早在2008年9月,IR就已宣布成功開發(fā)了氮化鎵(GaN)功率元件技術平臺—GaNpowIR。據(jù)IR方面稱,這種新平臺與最先進的硅技術平臺相比,能把主要特定應用的性能指數(shù)(FOM)提高十倍,顯著增加效能表現(xiàn),并減少能源消耗。

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電視:液晶背光模塊急速瘦身 液晶電視掀起了取代CRT的革命,但液晶電視的能耗問題一直被CRT陣營所詬病。近年來,全球液晶面板的制造基地中國臺灣地區(qū)液晶面板產(chǎn)業(yè)頻頻喊出節(jié)能屏的口號,液晶面板正大步走向綠色化。 根據(jù)DisplaySearch報告顯示, 綠色節(jié)能面板將在2010年逐漸成為液晶面板的市場主流,并于2011年達到55%的市場占有率。而臺灣地區(qū)面板制造商未雨綢繆,友達光電預計在2009年底所生產(chǎn)的面板有95% 的比例為綠色面板。 節(jié)能的代價往往是高價格,而價格會牽動消費者敏感的神經(jīng)。友達如何看待節(jié)能和產(chǎn)品成本的關系?友達光電協(xié)理暨電視顯示器事業(yè)單位總經(jīng)理柯富仁表示,也許從短期方面來看節(jié)能產(chǎn)品的成本有所增加,但是改良后的電視面板可有效提升效率,大幅降低對環(huán)境沖擊。以長期的角度來看,絕對是大幅節(jié)省成本的?!皩οM者而言,購置節(jié)能電視能讓家中用電量更省,長期來說,也能為家中節(jié)省不少開銷。” 以32英寸高清節(jié)能液晶電視為例,采用友達新型的節(jié)能技術,與傳統(tǒng)32液晶電視面板相比,節(jié)省了超過60%的功耗,僅需要32W,達到一英寸一瓦節(jié)能效果。液晶面板的吃電大戶在于背光模塊,因為液晶屏本身并不發(fā)光,依靠背光模塊照射才能顯示圖像,顯然,降低背光源的用量相當于提高了液晶電視的效率。 何富仁介紹,友達光電在液晶面板背光源方面也有諸多改善,背光源燈管由傳統(tǒng)16根直型管減少至4根U型管,此舉不僅減少了燈管的使用量,而且燈管內(nèi)的汞總含量也大幅減少達82%,降低了對環(huán)境的潛在沖擊。
責編:Quentin
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