厂商目前正在研究采用新的功率半导体提高电力转换效率。安川电机将于2014年上市配备GaN的功率调节器(a)。田渊电机公开了配备SiC的试制品(b)。(图根据各公司的资料制作)
注4)田渊电机在2013年2月的展会上公开了采用SiC功率元件的试制品。虽然是一款额定容量为1.8kW的小型功率调节器,但电力转换效率提高了2个百分点左右。安川电机和田渊电机均将根据额定容量,区分使用SiC制和GaN制功率元件。
新一代功率元件具有降低电力损失、抑制发热的效果,及通过提高开关频率缩小电抗器等外设尺寸的效果等,因此,通过采用新一代功率元件就能够使功率调节器小型化。现有功率调节器的小型化自不必说,正在开发的、统管多种能源相关设备的功率调节器也有望实现小型化。例如,松下PowerStation的外形尺寸达到630mm×1500mm×250mm,估计今后小型化需求将会增大。
不过,新一代功率元件要成为主流,关键在于性价比。田渊电机估算,如果能把电力转换效率提高1个百分点的成本上升控制在720日元内,新一代功率元件就能得到广泛采用。
以目前各厂家充满特性的样品为基础,根据假设量产价格的平均值进行成本计算,将DC-DC转换器电路的效率提高0.5个百分点需要450日元,将DC-AC逆变器电路的效率提高0.5个百分点需要3000日元。加在一起后,提高1个百分点就需要增加成本3450日元。最近,由于各公司相继推出了GaN和SiC功率元件,功率调节器厂商对实现720日元的成本寄予厚望。