显示，随着国内工业生产规模不断扩大，我国变频器行业市场规模整体呈增长态势。根据数据显示，2020年，我国变频器行业市场规模达到541亿元，同比增长9.3%。

高压变频器类

       近年来，高压变频器行业在高效节能的市场需求与国家鼓励政策驱动下，市场规模一直保持着较高的增长率。根据数据显示，2020年，我国高压变频器市场规模约141亿元，占比26%。

       在下游市场，高压变频器主要应用于电力、矿业、水泥、水泥、冶金、石化等领域，可实现对各类高压电动机驱动的软启动、智能控制和调速节能，进而提高工业企业的能源利用效率及自动化水平。根据数据显示，高压变频器行业应用领域中冶金、电力、石化、采矿占比分别为27%、14%、14%、12%。

低压变频器类

       受中美贸易战、3C产品销售市场低迷等因素影响，我国低压变频器行业市场增速在2818-2020年明显放缓。根据数据显示，2020年，我国低压变频器行业市场规模约400亿元，市场份额占比74%。

       在应用市场，低压变频器行业下游较为分散，在起重机械、电梯、纺织机械、冶金和电力领域均有所应用，市场份额占比分别为9.0%、9.0%、9.0%、8.0和8.0%，CR3仅为27%。

ABB采用IGBT7的新一代高功率密度变频器ACS180系列

        ACS180紧凑型变频器是ABB北京设计的最新一代变频器产品，它体积小巧，使用方便，稳定可靠，应用广泛，具有很高的性价比，是各种紧凑型设备的可靠之选。
       ACS180 400V电压等级的R0至R2框架均使用了来自英飞凌的IGBT7技术。以ACS180-04x-17A0-4型号为例，得益于新技术的应用，其功率密度再上一个台阶。

ACS180-04x-17A0-4变频器主要参数

       变频器尺寸: 202mm(高度)x120mm(宽度)x143mm(深度)，大大低于友商同功率的同类产品。

       额定电流IN=17.0A(连续输出时的额定电流)；PId=7.5kW，ILD=16.2A(每10分钟可承受1分钟110%过载) ；Phd=5.5kW，IHD=12.6A(每10分钟可承受1分钟150%过载)；Imax=22.7A (启动时可输出2秒钟)。

       用做5.5kW重载应用时，工作的环境温度为50℃以下无需降额, 90%额定电流可运行在60℃。且内部集成满足IEC61800-3（可调速电力驱动系统.第3部分:电磁兼容性(EMC)要求和特定试验法）的C3等级的EMC滤波器。

       ACS180是如何做到“小身材，大能量”的呢？这得益于不断发展的IGBT技术。

       IGBT是变频器实现电能转换的核心元件，它仿佛一双强有力的手，控制着电流的开通，和关断。如果这双手臂力气大，消耗少，无疑将会大大减小变频器的体积，增加变频器的效率。

       此款ACS180采用的IGBT是FP25R12W1T7，这是一款1200V/25A的IGBT模块，芯片采用的是英飞凌最新一代IGBT7技术。与目前市场上主流的IGBT4技术不同，IGBT7采用更加精细化的MPT微沟槽栅技术，沟道密度更高，芯片厚度更薄，元胞结构及间距也经过精心设计，并且优化了寄生电容参数，从而实现5kv/us下的最佳开关性能。

       在现代功率半导体器件中，提高开关速度、开关频率和功率密度是大势所趋。然而，由于不同具体应用对器件性能需求有差异。就电机驱动应用特性而言，由于电机和电缆的固有隔离，开关斜率（dv/dt）通常被限制在2-10kV/μs的范围内，典型目标为5kV/μs。此外，用户采用的典型开关频率（fSW）也低于8kHz。这意味着，对电机驱动而言，降低静态损耗成为了功率半导体的发展重点，快速开关和高开关频率需求的重要性有所减弱，开关损耗变得次要了。针对上述需求，IGBT7进行了精心的优化。主要体现在：

1、更低损耗

       因为更薄的芯片厚度和优化的载流子分布，IGBT大幅降低了器件的损耗，饱和压降相比IGBT4降低了20%，例如FP25R12W2T7的Vce(sat)@25℃仅有1.6V，同时关断损耗仍旧与IGBT4维持在同一个水平。如下图所示，T7相比前代器件而言，其折衷曲线进一步逼近理想原点。

2、可调dv/dt

       不同于IGBT4等主流器件，IGBT7里的沟槽有多种形式：其中最常见的是作为有源栅极使用。其次，MPT结构还能够实现发射极沟槽和伪栅极，两者都是无效沟槽。这三种沟槽的数量决定了IGBT7的可控性，使得开通和关断的dv/dt在很大范围内都可以通过门极电阻进行调节，并且在变频器典型dv/dt范围内（2-10kV/μs），实现最低的损耗。

3、175°C最大工作结温

基于优化功率模块设计，IGBT7将暂态的最高允许结温（Tj）提高至175°C时，比IGBT4提高了25℃,能够满足实际应用的过载运行需求。过载工况定义如下：
• 持续工作结温 Tj ≤ 150 °C
• 重复过载结温 Tj ≤ 175 °C ，过载时间 t1 ≤ 60 s
• 过载占空比 D=t1/T ≤ 20%

由此我们可以看到，IGBT7能给变频器带来如下益处：

      提升逆变器的输出电流

      IGBT7极低的饱和导通电压，意味着使用相同规格的IGBT4与IGBT7时，使用IGBT7的逆变器损耗更低，从而能输出更大的电流；或者采用比IGBT4模块规格更小的IGBT7模块，使逆变器输出相同的电流。
如下图所示，25A Easy2B的IGBT7可以比25A Easy2B的IGBT4提升35%的输出电流，而25A Easy1B的IGBT7也可以比25A Easy2B的IGBT4提升16%的输出电流。

       提升逆变器的功率密度

       IGBT7的损耗低，结温高（过载结温最高175℃），因此可以大大的减少散热器的尺寸。以典型条件的对比，25A Easy2B的IGBT7能够比25A Easy2B的IGBT4减小40%的散热器体积。

电力电子器件的基片已从Si（硅）变换为SiC（碳化硅），使电力电子新元件具有耐高压、低功耗、耐高温的优点；并制造出体积小、容量大的驱动装置；永久磁铁电动机也正在开发研制之中。随着IT技术的迅速普及，变频器相关技术发展迅速，未来主要向以下几个方面发展：

       智能化的变频器使用时不必进行很多参数设定，本身具备故障自诊断功能，具有高稳定性、高可靠性及实用性。

       目前市场上新型变频器都内置了接口，同时提供多种相互兼容的通信接口，支持多种通信协议，同时可以通过连接计算机，由计算机键盘来控制和操作变频器，并且可与多种现场总线进行联网通信，可以实现多台变频器联动，甚至是以工厂为单位的变频器综合管理控制系统。

       变频器的制造专门化，可以使变频器在某一领域的性能更强，如风机、水泵用变频器、电梯专用变频器、起重机械专用变频器、张力控制专用变频器等。除此以外，变频器有与电动机一体化的趋势，使变频器成为电动机的一部分，可以使体积更小，控制更方便。

       随着矢量控制、转矩控制等控制理论的发展和高速数字信号处理器的应用，变频器的性能将越来越高。无速度传感器矢量控制技术的发展成熟，使变频系统摆脱了硬件检测电机转速的束缚，系统体积更小。

        受益计算机技术的进步，变频控制系统将实现交流调速系统和信息系统的紧密结合，同时还可以提高系统的整体性能。另外，随着交流电机控制理论的日益丰富，相关的控制策略和控制算法也越来越复杂，需要更多的计算和存储空间，目前全数字化的高性能交流调速系统中都广泛的应用DSP芯片。

       变频器的电磁兼容、谐波抑制、电机噪声抑制等技术都是目前人们关注的重点，变频器的环保问题显得越来越重要。很多国家都已经制定了限制谐波的有关规定和标准。寻找解决好变频器的噪声和电磁污染的方法，也成为了很多研宄人员工作的重心。

       现在以太阳能和风力为能源的燃料电池以其低廉的价格崭露头角，有后来居上之势。这些发电设备的最大特点是容量小而分散，将来的变频器就要适应这样的新能源，既要高效，又要低耗。现在电力电子技术、微电子技术和现代控制技术以惊人的速度向前发展，变频调速传动技术也随之取得了日新月异的进步，这种进步集中体现在交流调速装置的大容量化、变频器的高性能化和多功能化、结构的小型化等方面。