전력전자소자의 발전과 실장·회로·응용기술

전문가 제언

○ 전력전자소자는 전력의 제어 및 변환을 위한 반도체 전자소자이다. 변환은 주로 다이오드, 사이리스터, 트랜지스터 등의 반도체 스위칭 소자에 의해 수행된다. 전력변환 소자는 입출력 전력의 형태에 따라 교류-직류(정류기), 직류-교류(인버터), 직류-직류, 교류-교류 변환으로 구분할 수 있다. 신호 및 데이터의 전송 및 처리에 관련된 전자시스템과 달리 전력전자소자의 전력범위는 수십 와트에서 수백 와트이다. 산업용으로 가장 흔한 것은 유도전동기를 구동하는 가변속 구동소자로 전력범위는 수백 와트에서 수십 메가와트에 이른다.

 

○ 전력전자는 1902년에 수은 방전정류기의 개발에서 시작되었으며 1950년대에 반도체 전력소자가 개발되어 진공관을 대체하기 시작했다. 1956년에 제너럴일렉트릭이 SCR(Silicon Controlled Rectifier)을 도입하면서 전력전자의 응용범위를 크게 확장시켰다. 1960년대에 양극성 접합 트랜지스터의 스위칭속도가 고속 직류-직류 변환을 가능하게 하고 1976년에 전력 MOSFET가 상용화 되었으며 1982년에 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)가 도입되었다.

 

○ 본고에서는 정보통신기기, 가전기기, 산업기기, 자동차 등 각종 전기전자 제품에 들어가는 중요한 소자로서 재생가능 에너지를 이용한 발전의 도입, 지능형 공동체의 확산, 이산화탄소 배출량의 억제 등 사회 정세의 변화에 따라 높은 성장이 지속될 것으로 예상되는 전력소자의 발전 과정, 발열 증가에 대한 소자의 냉각과 실장기술, 회로기술, 응용기술에 대해 검토한다.

 

○ 국내외 전력반도체 시장은 미국의 인피니온·TI·맥심, 일본의 미쓰비시·후지쯔, 유럽의 ST마이크로일렉트로닉스 등 해외기업이 주도하고 있다. 세계 전력반도체 시장 규모는 2013년 300억 달러에서 2016년까지 350달러로 성장할 전망이다. 그러나 국내기업의 비중은 1%에 미치지 못한다. 전력반도체를 새로운 산업으로 육성하기 위해 산학연연계 연구체제를 구축하고 보다 적극적인 정부의 지원이 필요할 것으로 생각된다.

저자

MOCHIKAWA Hiroshi

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

전기·전자

연도

2014

권(호)

69(4)

잡지명

東芝レビュ-

과학기술
표준분류

전기·전자

페이지

2~7

분석자

송*택

분석물

• 전력전자소자의 발전과 실장·회로·응용기술.pdf [380,836 byte]

이미지변환중입니다.