第三届电力电子科普作品创作大赛-入围奖 

英飞凌集成电路（北京）有限公司 赵佳

说到向往的生活，有人会说我想要好多好多的钱，有人会说我想要好多好多的爱，如果我说我想要好多好多的功率器件，你是不是会认为我脑子有什么问题?

事实上，IGBT以及MOSFET等功率器件早已在照顾我们生活的方方面面，只是大多数人却不曾留意。除了传统的冰箱、空调、洗衣机，还有更多的新锐电器内置了IGBT。就让我们一起来看一看，要过上理想的生活，需要几个功率器件吧！

1、IH电饭煲

要问什么样的米饭最好吃，一定会有人逼格满满地说柴火灶煮出的米饭最好吃。

事实的确如此。米饭煮熟很容易，但煮的好吃却很难。首先要火力旺、米饭受热均匀，最后再用高温+高压焖出饭香。柴火灶把铁锅嵌入炉灶之中，柴火的大火力让球型铁锅均匀受热，每粒米都接受到相同的温度，得到一碗晶莹饱满、清香回甘的柴火饭。

能吃柴火灶米饭的时代，离我们已相去甚远，但是科技的进步总能让人拥有模拟自然的力量。传统的电饭煲用底盘加热，热源集中在底盘中心部，温度不均匀，烹饪过程中无火力变化，米饭口感干硬，而IH电饭煲可以实现全方位加热。高频交流电流加在线圈上产生高频交变磁场，磁力线作用于金属锅产生涡流，涡流使锅体高速发热，实现整个内胆环绕加热，完美模拟柴火灶，米饭口感饱满软糯。

IGBT是感应加热最重要的核心功率器件，常见单端拓扑，使用一颗1200V IGBT芯片。

针对感应加热，英飞凌专门定制了IH单管 IGBT RC系列（Reverse Conduction逆导型，适用于软开关），产品历经迭代，从R2 到R3再到最新的R5，深受广大消费者的认可和信赖。其中 IHW20N135R5（1350V 20A）就是最畅销的明星产品之一

如果你拥有了一台IH电饭煲或电磁炉，那么你拥有了一个IGBT。

2、洗碗机

据说用过洗碗机的人，再也不肯用手洗的碗吃饭了！

用洗碗机洗过的玻璃杯，每一个棱角都闪耀着璀璨的光芒，拿着9块9的宜家杯子都像捧着施华洛世奇水晶。

所以，如果你还有装修房子的次数余额的话，请一定要为洗碗机留出下水口。

在洗涤泵的驱动下，高温水流呈喷射状态对餐具表面的直接冲刷，一般水温基本都在70摄氏度左右。高温水流中溶解了洗涤剂，使油污脱离餐具表面，再由高速的水流将餐具冲刷干净。通过调节喷臂喷出射流水的压力、角度及速度，可以对餐具实现全方面无死角的清洁。

洗碗机中有两个泵，排水泵和洗涤泵。每个泵由一个IPM驱动。每一个IPM由6个功率芯片组成一个三相全桥。例如IRSM505用于洗涤泵，而IRSM515用于排水泵。

如果你碰巧也有一台洗碗机，那么你又拥有了6+6=12个MOSFET。

3、电吹风

世界上只有两种电吹风，一种是戴森电吹风，另一种是其它电吹风

还在对着戴森的价格流下了贫穷的泪水？来来来，一起来窥探下戴森的内部结构，看看到底是什么让它与众不同？

戴森采用数码单相直流无刷电机，比传统马达转速快8倍，而重量只有一半，直径只有27毫米，并含有一个轴流式叶轮，转速达到每分钟110，000转，风力强劲，吹干头发的时间较之普通吹风机缩短一半。

高速电机驱动自然离不开高效率的功率器件。交流市电输入后分为两路， 一路供给发热丝， 一路供给4个二极管组成的整流桥，整流后得到 280V左右的直流电， 经两个集成半桥功率芯片IRSM808-105H 之后送入直流电机马达。

所以，如果咬咬牙买了一个戴森，那么恭喜你，你家里又多了2+2=4个MOSFET!

4、抽油烟机

全世界最伤肺的地方不在雾霾的北京，而在每一个炝锅爆炒的厨房。猛火爆炒的瞬间，pm2.5指数可达300ug，严重爆表。如果把油烟机一直开在最大吸力，噪音又震耳欲聋，错过快递小哥的敲门声都不知道。

所以，一台优秀的油烟机，可以在爆炒油烟猛增时，自动加大功率，瞬间产生大吸力，彻底洁净空气；如果只是简单蒸煮，它会自动降低功率，从而起到省电的作用；而且噪音要小，做饭的时候还能和家人聊聊天。

说到这里，有必要为油烟机也引入时髦的变频概念了。智能变频油烟机内置直流电机，大幅提升电机能量利用率，高效节能，智能大吸力，由于没有电刷和转向器摩擦，噪音大大降低，低速运转时噪音仅有40db。

快去看看你家的油烟机是不是变频的，如果是，那你又多了6个功率器件（MOSFET）!

5、空调

据说北方人过冬靠暖气，南方人过冬靠一身正气。

在湿冷的魔法攻击下，何以续命？唯有空调。

然而，买得起空调，却付不起电费？

还没用上变频空调你就OUT了。变频空调节能静音，温度波动小，体感更舒适。

变频空调是功率器件消费大户。一般的家用空调需要用到三个马达，压缩机，室外机风扇，室内机风扇。每一个马达英飞凌都有配套的解决方案。

所以现在么，考数学的时候到了。自己算吧，我帮不了你们了

6、烘干机

每到绵延不绝的梅雨季，面对晾一周还能挤出水来的衣服，南方人的心里真是潮到哀伤。

以为拥有最多的内裤就能笑傲江湖？

错，只有烘干机才能帮你走上人生巅峰

衣服洗完了就能干，干了就能穿。而且每件烘干的衣物都蓬松柔软，充满了阳光的味道。

干衣机中目前最先进的技术是热泵式干衣机。它利用热泵压缩减压产生放热，吸收空气余热并冷凝去湿，变成干冷空气，并将所吸收余热压缩成更高热量，然后在高能区释放热量，变成干热空气，直至衣物被烘干

热泵压缩机同样需要功率器件来驱动。例如英飞凌IPM

如果你已经是拥有烘干机的人赢，那么你又比别人多拥有了6个IGBT and 6个 MOSFET!

8.变频微波炉

微波炉都有什么用途？热剩菜？热牛奶？

想不想试试用微波炉加热一下冰淇淋？

冰箱的冷冻室一般温度零下18度，这个温度下的冰淇淋硬得根本挖不动。如果微波炉能把冰淇淋从零下18度加热到零下5度，听起来是不是很厉害。嗯，变频微波炉就能做到。

微波炉的核心器件是磁控管，磁控管是一个高压用电设备，需外置电源变换器。传统微波炉使用50hz的工频交流市电升压后整流的方案，如果要输出不同功率，只能通过控制开关的接通与断开的时间比值来模拟控制，输出功率断续，影响烹饪效果。变频微波炉的核心技术是实现了磁控管供电电源的变频化，即供电电源的输出功率可以根据开关频率的变化线性调节，从而达到输出功率连续，火力强弱自由控制，全方位均匀加热食品的效果。变频技术提高了电源效率，减少了耗电量，比传统微波炉节电20%以上。

变频微波炉采用的谐振开关电源与前文提到的IH加热技术类似，单端拓扑是最经济高效的方案。这里依然是RC IGBT的主秀场。如果你敢拆开你家的变频微波炉，大概率会发现一颗R2或者R3,R5的IGBT。

除此之外，功率器件还在变频冰箱、变频洗衣机、吸尘器等领域大显身手。现在就快来数一数，你家有多少个功率器件吧！

作者简介：

赵佳 英飞凌集成电路（北京）有限公司高级应用工程师