- 電子元件作為電子信息產(chǎn)品的基礎(chǔ)，節(jié)能話題離不開電子元器件.
- 家電節(jié)能成為節(jié)能減排首當(dāng)其沖的對象
- 中國家電業(yè)年產(chǎn)值達6,000億元，中國家電產(chǎn)品的耗電量也超過了中國總耗電量的15%
- 空調(diào)：功率器件、馬達雙管齊下
- 洗衣機：直驅(qū)永磁同步電機顯身手
- 電視：液晶背光模塊急速瘦身
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(chǔ)，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(dāng)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(guān)鍵元件，三菱電機掌握了這兩個空調(diào)的核心技術(shù)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(dǎo)體技術(shù)的企業(yè)不少，但同時掌握功率半導(dǎo)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(dǎo)體切換成碳化硅半導(dǎo)體，節(jié)省的能耗可以相當(dāng)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(shù)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(shù)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(fù)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(shù)。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PaulRolls分析目前的家電電機技術(shù)狀況時說道，“問題是有關(guān)的電子控制單元設(shè)計復(fù)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(shù)結(jié)合到iMOTION集成設(shè)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(zhuǎn)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(shù)平臺—GaNpowIR。據(jù)IR方面稱，這種新平臺與最先進的硅技術(shù)平臺相比，能把主要特定應(yīng)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。
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(yù)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(guān)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。“對消費者而言，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(shù)，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(dāng)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。
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