电子元器件让家电步入节能环保时代

电子科技的飞速发展为人类生活增添了亮丽的色彩，可是随著工业化、城市化程度的加深，电子技术也给世界蒙上了一层阴影。

    电能来自于大量其他能源，而其中大部分能源是不可再生的，电能的过度消耗影响了人类社会未来的可持续发展。因此，环境节能，尤其是电子产品的节能高效议题成为眼下的热点话题之一。留心观察就会发现，节能环保的探讨往往以集成电路为焦点，而忽略了电子元件的作用。电子元件作为电子信息产品的基础，一直默默支撑著电子信息产业的发展。从迷你的U盘到航空航天，电子元件无处不在。无论从使用数量或系统成本而言，电子元件都超过了集成电路，因此节能话题离不开电子元器件。

    中国是全球家电的生产基地，家电业年产值达6,000亿元，而中国家电产品的耗电量也超过了中国总耗电量的15%。因此，家电节能成为节能减排首当其冲的对象，特别是家用三大件—空调、电视、洗衣机的节能更是频频挑战极限。    

    空调：功率器件、马达双管齐下

    去家电大卖场走一圈，变频空调占据了大半柜台，可以看出变频空调所具备的节能优势以及所营造的生活环境已获得更多人的接受，而政府部门将变频空调纳入节能清单的带头作用，也无形中为变频空调打造了良好的口碑。

    功率器件和压缩机马达是空调节能的两大关键元件，三菱电机掌握了这两个空调的核心技术成功占据了变频空调、冰箱以及洗衣机市场60%的份额。行业内掌握功率半导体技术的企业不少，但同时掌握功率半导体和马达的企业则寥寥无几。三菱电机株式会社环境推进本部本部长蛭田道夫介绍，今后该公司计划采用SiC(碳化硅)模块进一步提高变频器的使用效率。如果可以将现有的产品全部切换成碳化硅的产品将可以大幅降低能耗。根据三菱电机所做的一个换算，如果到2015年为止，把所有的半导体切换成碳化硅半导体，节省的能耗可以相当于200万户人口的用电。蛭田道夫透露，目前SiC的开发进度已经完成了实证试验。他希望能在2010年把这项技术发展到实用化的水平。

    最初变频空调压缩机的马达为交流马达，之后技术发展到采用直流无刷马达。三菱电机还推出号称行业内效率最高的“龙骨马达”，其独创的压缩机龙骨马达铁芯就像龙骨一样可以展开，在展开的定子铁芯上高密度地绕上铜线之后再合起，使马达的体积大幅度减小，并且实现了绕线的紧密化和体积的缩小，大大提高了马达的效率。    

    洗衣机：直驱永磁同步电机显身手

    相对于空调，洗衣机的节能更为复杂，涉及了耗电量、耗水量两项指标。而家电市场面向普通消费者的特性，还需要兼顾价格，以低成本达到高效节能的表现。

    “传统来说，像洗衣机等家电所采用的电机都是电感机械，以定速操作，并且只会利用机械式变速器或工作周期等不太精密及低效率的调节技术。如果以变速永磁的方法来取代这些电机，便可减少多达60%的能源浪费。”国际整流器公司(IR)环球销售高级副总裁PaulRolls分析目前的家电电机技术状况时说道，“问题是有关的电子控制单元设计复杂，包含了数字、模拟和功率级。

   针对家用洗衣机的电机节能问题，IR推出了面向洗衣机直驱永磁同步电机(PMSM)的无传感器控制平台iMOTION。Roll介绍，IR通过把新型的数字IC、高压IC、混合信号功率产品和新的封装技术结合到iMOTION集成设计平台，使采用永磁电机的节能洗衣机驱动电子元件成本，可以降低到与使用传统电机、滑轮和齿轮的洗衣机相似的水平。此外，这个平台采用嵌入式磁场定向控制(FOC)算法，具有很好的转矩控制特性，有助于在洗涤过程中减少热水用量，从而节省70%的能耗。

    和三菱电机相似的是，IR也在积极探索新材料实现节能降耗之路。早在2008年9月，IR就已宣布成功开发了氮化镓(GaN)功率元件技术平台—GaNpowIR。据IR方面称，这种新平台与最先进的硅技术平台相比，能把主要特定应用的性能指数(FOM)提高十倍，显著增加效能表现，并减少能源消耗。

    电视：液晶背光模块急速瘦身

    液晶电视掀起了取代CRT的革命，但液晶电视的能耗问题一直被CRT阵营所诟病。近年来，全球液晶面板的制造基地中国台湾地区液晶面板产业频频喊出节能屏的口号，液晶面板正大步走向绿色化。

    根据DisplaySearch报告显示,绿色节能面板将在2010年逐渐成为液晶面板的市场主流，并于2011年达到55％的市场占有率。而台湾地区面板制造商未雨绸缪，友达光电预计在2009年底所生产的面板有95%的比例为绿色面板。

    节能的代价往往是高价格，而价格会牵动消费者敏感的神经。友达如何看待节能和产品成本的关系？友达光电协理暨电视显示器事业单位总经理柯富仁表示，也许从短期方面来看节能产品的成本有所增加，但是改良后的电视面板可有效提升效率，大幅降低对环境冲击。以长期的角度来看，绝对是大幅节省成本的。“对消费者而言，购置节能电视能让家中用电量更省，长期来说，也能为家中节省不少开销。”

    以32英寸高清节能液晶电视为例，采用友达新型的节能技术，与传统32液晶电视面板相比，节省了超过60%的功耗，仅需要32W，达到一英寸一瓦节能效果。液晶面板的吃电大户在于背光模块，因为液晶屏本身并不发光，依靠背光模块照射才能显示图像，显然，降低背光源的用量相当于提高了液晶电视的效率。

    何富仁介绍，友达光电在液晶面板背光源方面也有诸多改善，背光源灯管由传统16根直型管减少至4根U型管，此举不仅减少了灯管的使用量，而且灯管内的汞总含量也大幅减少达82%，降低了对环境的潜在冲击。