使用基本公司SiC碳化硅MOSFET打造全SiC光伏逆變器！

 

組串式逆變器是基于模塊化概念基礎(chǔ)上的，每個光伏組串通過一個逆變器，多塊電池板組成一個組串，接入小功率單相逆變器在直流端具有最大功率峰值跟蹤，在交流端并聯(lián)并網(wǎng)，已成為現(xiàn)在全球市場上最流行的逆變器。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用DC-DC－BOOST升壓（MPPT）和DC－AC逆變兩級電力電子器件變換，防護(hù)等級一般為IP65。體積較小，可室外壁掛式安裝。

組串光伏逆變器有多路MPPT，每路MPPT器件選型為基本™B2M040120Z或B3M040120Z+基本™碳化硅肖特基二極管B2D30120HC1,B3D30120HC,B2D30120H1,B3D30120H.

MPPT選擇基本™SiC碳化硅功率器件方案的邏輯：

組串式逆變器早期舊方案中的開關(guān)管需要用兩顆40A/1200V IGBT并聯(lián)或者75A/1200V IGBT，升壓二極管是1200V 60A Si FRD，開關(guān)管的開關(guān)頻率只有16kHz~18kHz

而新方案選用基本™SiC碳化硅MOSFET開關(guān)B2M040120Z或B3M040120Z頻率為40-60kHz，大幅度減小了電感等磁性元件的體積和成本，并且基本™SiC碳化硅功率器件的殼溫低于IGBT方案，提升了系統(tǒng)可靠性。

 

基本公司SiC碳化硅MOSFET組串式逆變器DC－AC中的應(yīng)用 SiC MOSFET在三電平并網(wǎng)逆變器中的應(yīng)用

 

基本公司SiC碳化硅MOSFET單管B2M040120Z或B3M040120Z適用于組串式逆變器DC－AC中T型三電平的豎管。逆變器開關(guān)頻率通常較高，同時其工作原理決定了開關(guān)損耗占比較大，所以豎管需要具有低的開關(guān)損耗；基本公司B2M040120Z或B3M040120Z碳化硅 (SiC) MOSFET出色的材料特性使得能夠設(shè)計快速開關(guān)單極型器件，替代升級雙極型 IGBT  （絕緣柵雙極晶體管）?；竟綛2M040120Z或B3M040120Z碳化硅 (SiC) MOSFET替代IGBT可以得到更高的效率、更高的開關(guān)頻率、更少的散熱和節(jié)省空間——這些好處反過來也降低了總體系統(tǒng)成本。T型三電平橫管可以使用基本公司混合碳化硅器件。

通過使用基本公司SiC碳化硅MOSFET單管可以很容易地從光伏三電平并網(wǎng)逆變器整體效率的提高中計算出能源使用和成本節(jié)約；與IGBT單管解決方案相比，基本公司SiC碳化硅MOSFET單管可以將儲能變流器PCS或者光伏三電平并網(wǎng)逆變器的損耗減半，并提供通常2%的額外能量和運行時間。基本公司SiC碳化硅MOSFET單管B2M040120Z或B3M040120Z的單位成本已經(jīng)接近IGBT單管。因為基本公司SiC碳化硅MOSFET單管更高的開關(guān)頻率允許光伏三電平并網(wǎng)逆變器使用更小、更便宜的磁性元件和散熱器，所以在系統(tǒng)層面上，光伏三電平并網(wǎng)逆變器硬件成本會大大降低。

 

IGBT芯片技術(shù)不斷發(fā)展，但是從一代芯片到下一代芯片獲得的改進(jìn)幅度越來越小。這表明IGBT每一代新芯片都越來越接近材料本身的物理極限。SiC MOSFET寬禁帶半導(dǎo)體提供了實現(xiàn)半導(dǎo)體總功率損耗的顯著降低的可能性。使用SiC MOSFET可以降低開關(guān)損耗，從而提高開關(guān)頻率。進(jìn)一步的，可以優(yōu)化濾波器組件，相應(yīng)的損耗會下降，從而全面減少系統(tǒng)損耗。通過采用低電感SiC MOSFET功率模塊，與同樣封裝的Si IGBT模塊相比，功率損耗可以降低約70%左右，可以將開關(guān)頻率提5倍（實現(xiàn)顯著的濾波器優(yōu)化），同時保持最高結(jié)溫低于最大規(guī)定值。

 

為了保持電力電子系統(tǒng)競爭優(yōu)勢，同時也為了使最終用戶獲得經(jīng)濟(jì)效益，一定程度的效率和緊湊性成為每一種電力電子應(yīng)用功率轉(zhuǎn)換應(yīng)用的優(yōu)勢所在。隨著IGBT技術(shù)到達(dá)發(fā)展瓶頸，加上SiC MOSFET絕對成本持續(xù)下降，使用SiC MOSFET替代升級IGBT已經(jīng)成為各類型電力電子應(yīng)用的主流趨勢。

 

 

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