在这一大前提下，作为风电核心装置的风电变流器的市场潜力可想而知。风电变流器可以大大地优化风力发电系统地运行状态：提高风机的使用效率、降低电机损耗、提高运行效率、提高风能利用率等。其主要由主电路系统、配电系统和控制系统三大部分组成，其中最为核心的当属IGBT功率单元了，这里我们再简单地说一下IGBT的特点，IGBT--绝缘栅双极型晶体管，由MOSFET--金属氧化物半导体场效应晶体管和BJT--双极性晶体管复合而成，输入极为MOS，输出极为GTR--电力晶体管。集MOS的输入特性和开关频率以及GTR的输出特性和开关容量的优点于一身，既有MOS器件驱动功率小和开关速度快的优点，又有BJT器件饱和压降低和电流密度高的优点。

下面通过一张简易的表格再来熟悉一下这三者的差异：

IGBT作为目前电力电子变换器的核心器件，主流的厂家还是在国外，虽说国产的品牌日益突出，但是距离国外品牌还有一定的差距，仍需不断努力。目前国外的IGBT厂商主要有,德国的英飞凌，丹麦的丹佛斯、瑞士ABB、日本三菱和富士等。电压范围为600V~6500V，电流范围为1A~3600A。

再说国产，近年来，从宏观政策的层面积极引导国内大中型企业自主研发IGBT，效果也是比较显著的。在大功率这块儿，中国中车的成果较为显著，在并购英国的丹尼克斯(Dynex)半导体之后，整合优势资源，迅速地掌握了1200V~6500VIGBT芯片的设计、工艺制造和模块封装等一系列技术，并规模化。国产半导体行业的发展，未来可期！

大功率IGBT模块的应用不仅取决于大功率IGBT模块，同时也和系统的其他单元密不可分，其中驱动部分是重中之重，安全可靠的大功率IGBT驱动是连接IGBT模块和控制系统的中枢神经。大功率IGBT的驱动器一般具备以下几种功能：

①驱动功能：能够给IGBT提供足够大的驱动电流，保证IGBT安全可靠的开通和关断；

②保护功能：在IGBT发生故障时，能够第一时间关断IGBT，保护功率器件不被损坏；

③隔离功能：由于IGBT一般应用在高电压、大电流的场景，控制系统和功率回路之间的连接必须具备较高的电气隔离功能，防止功率回路对控制系统造成干扰。

大功率的IGBT驱动器的重要性也决定了它的相关产业链的发展。

风电变流器的功率单元主要由功率回路(IGBT部分)、驱动与保护电路、散热器三个部分组成，具体见下面的框图：

?功率回路

变流器的主回路包括转子侧逆变器、直流母线和电网侧整流器等部分,IGBT模块组成三相桥臂，产生U、V、W三相交流输出。

根据实际的功率大小，选择合适电流和电压等级的IGBT模块，为了满足电流的大小，采用IGBT并联方案成为较为流行的方案，但是并联相比于单个模块来说具有更高的要求，下文的内容也是在并联方案的基础上展开的。

?驱动器方案

上文我们提到了IGBT驱动器具有的几个功能，保证安全可靠开关IGBT，出现故障时进行检测和保护，下图是驱动器的大体框架：

上图中我们可以看出，驱动器主要包括以下几个部分：信号隔离、CPLD数字控制、故障检测和保护、并联均流和状态反馈。CPLD数字控制部分包含：短脉冲抑制模块、驱动控制模块、并联均流模块、故障信号处理模块、状态指示模块。其中故障检测和保护部分包含：电源欠压检测、Vce退饱和检测和di/dt检测。

?散热器的设计

在功率单元中，IGBT是最主要的发热单元，发热量较其他部分大，主要体现在温升上，过高的温升会导致IGBT的性能和可靠性降低，甚至导致其失效，所以IGBT模块散热能力的高低显得尤为重要。散热器的设计也就显得尤为重要，主要分为风冷和水冷两大类，需要根据具体的设计方案进行选择。

水冷相对于风冷，水冷散热器的表面和冷却介质之间的温差较小。在负载循环变化时允许芯片产生更大的动态温差，降低芯片的温度，从而提高可靠性和延长使用寿命。在实际应用安装时，要注意：散热器的进水口必须放置在下边，出水口放置在上边。这样可以确保散热器的腔体内部不会因为聚集气泡而导致散热器性能大打折扣。下面给出了个示意图：

示意图给到的是三相独立的散热器，这里只是为了体现出水口和进水口的位置。