Cas UPS d'épitaxie de semi-conducteurs : BKPOWER assure un rendement de 98,51 TTP3T

Ⅰ. Aperçu du projet

1. Historique de l'entreprise
   • Fondée en 2016 et basée dans la zone de développement économique de Pizhou, Jiangsu, Jiangsu Huaxing Laser est une entreprise nationale de haute technologie et spécialisée dans les “petits géants”.
   • Se concentre sur la R&D et la production de plaquettes épitaxiales de semi-conducteurs composés Ⅲ-Ⅴ (GaAs, InP), destinées à des domaines haut de gamme tels que la communication par fibre optique et les radars à laser.
   • Caractéristiques : Équipe principale de 30+ PhD/MA, valeur de l'équipement de plus de 200 millions de yens, atelier propre de 5 000㎡, production annuelle de plus de 150 millions de yens.
2. Demandes de puissance de la ligne de production
   • L'équipement MOCVD pour l'épitaxie des semi-conducteurs nécessite :
     • Stabilité de la tension à ±1% (les fluctuations réduisent le rendement des plaquettes).
     • Filtrage des harmoniques pour des taux de distorsion >5% provenant de dispositifs à haute fréquence.

Ⅱ. Défis majeurs

1. Risques liés à la qualité de l'énergie
   • Surcharge instantanée : Le courant de démarrage du MOCVD atteint 8 000 A, ce qui déclenche une protection contre les surcharges dans les systèmes traditionnels. UPS.
   • Pollution harmonique : Le THDi atteint 8% en raison de charges non linéaires, ce qui réduit la durée de vie de l'équipement.
2. Des exigences environnementales sévères
   • L'arrêt de l'équipement pendant plus de 10 minutes entraîne la mise au rebut des plaquettes, ce qui nécessite un basculement continu de l'ASI.
3. Obstacles à la gestion de l'exploitation et de la maintenance
   • Alimentation décentralisée : 12 systèmes d'alimentation sans interruption (ASI) indépendants, avec une réponse aux pannes de plus de 30 minutes.
   • Vieillissement des batteries : Les batteries plomb-acide (3 000 cycles) ont entraîné des coûts de remplacement annuels de 500 000 ¥.

Ⅲ. Solution

1. Architecture technique
   • Contrôle parallèle intelligent:
     • 4×300kVA UPS en parallèle (1,2MW au total), redondance N+1, équilibrage de charge ±1%.
   • Gouvernance harmonique:
     • Filtrage actif THDi intégré, PF d'entrée >0,99.
2. Stratégie de mise en œuvre
   • Déploiement modulaire avec réserve de capacité 30%.
   • Intégration avec le système MES de l'usine pour un fonctionnement en temps réel Efficacité de l'ASI et la surveillance du SOH de la batterie.

Ⅳ. Réalisations du projet

1. Gains de stabilité de la production
   • Réduction de 98% des arrêts MOCVD, augmentation du rendement des plaquettes de 92% à 98,5%.
2. Optimisation de l'efficacité énergétique
   • Le THDi a été réduit de 8% à 3%, ce qui a permis d'économiser 800 000 ¥/an d'électricité.
   • Les batteries au phosphate de fer lithié (10 000 cycles) réduisent les coûts de maintenance de 70%.