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B3M020120Z或B3M015120Z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B3M020120Z或B3M015120Z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）。基本公司B2M040120Z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(yùn)行時間。基本公司SiC碳化硅MOSFET單管B3M020120Z或B3M015120Z的單位成本已經(jīng)接近IGBT單管。因?yàn)榛竟維iC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(shí)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(shí)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。

 

未來隨著設(shè)備和工藝能力的推進(jìn)，更小的元胞尺寸、更低的比導(dǎo)通電阻、更低的開關(guān)損耗、更好的柵氧保護(hù)是SiC碳化硅MOSFET技術(shù)的主要發(fā)展方向，體現(xiàn)在應(yīng)用端上則是更好的性能和更高的可靠性。

為此，BASiC™基本公司研發(fā)推出更高性能的第三代碳化硅MOSFET，該系列產(chǎn)品進(jìn)一步優(yōu)化鈍化層，提升可靠性，相比上一代產(chǎn)品擁有更低比導(dǎo)通電阻、器件開關(guān)損耗，以及更高可靠性等優(yōu)越性能，可助力光伏儲能、新能源汽車、直流快充、工業(yè)電源、通信電源、伺服驅(qū)動、APF/SVG、熱泵驅(qū)動、工業(yè)變頻器、逆變焊機(jī)、四象限工業(yè)變頻器等行業(yè)實(shí)現(xiàn)更為出色的能源效率和應(yīng)用可靠性。

 

為滿足光伏儲能領(lǐng)域高電壓、大功率的應(yīng)用需求，BASiC™基本公司基于第二代SiC MOSFET技術(shù)平臺開發(fā)推出了2000V 24mΩ、1700V 600mΩ高壓系列碳化硅MOSFET，產(chǎn)品具有低導(dǎo)通電阻、低導(dǎo)通損耗、低開關(guān)損耗、支持更高開關(guān)頻率運(yùn)行等特點(diǎn)。

針對新能源汽車的應(yīng)用需求，BASiC™基本公司研發(fā)推出符合AEC-Q101認(rèn)證和PPAP要求的1200V 80mΩ和40mΩ 的碳化硅MOSFET，可主要應(yīng)用在車載充電機(jī)及汽車空調(diào)壓縮機(jī)驅(qū)動中。

B3M040120Z是BASiC™基本公司基于第三代碳化硅MOSFET技術(shù)平臺開發(fā)的最新產(chǎn)品，該系列產(chǎn)品進(jìn)一步優(yōu)化鈍化層，提升可靠性，相對于上一代產(chǎn)品在比導(dǎo)通電阻、開關(guān)損耗以及可靠性方面有更進(jìn)一步提升。

BMF240R12E2G3是BASiC™基本公司基于PcoreTM2 E2B封裝的1200V 5.5mΩ工業(yè)級全碳化硅半橋功率模塊，產(chǎn)品采用集成的NTC溫度傳感器、Press-Fit壓接技術(shù)以及高封裝可靠性的氮化硅AMB陶瓷基板，在導(dǎo)通電阻、開關(guān)損耗、抗誤導(dǎo)通、抗雙極性退化等方面表現(xiàn)出色。

B2M040120T和B2M080120T是BASiC™基本公司基于第二代碳化硅MOSFET技術(shù)開發(fā)的頂部散熱內(nèi)絕緣的塑封半橋模塊，主要應(yīng)用于OBC、空調(diào)壓縮機(jī)和工業(yè)電源中。

BASiC™基本公司推出可支持米勒鉗位的雙通道隔離驅(qū)動芯片BTD25350系列，此驅(qū)動芯片專為碳化硅MOSFET門極驅(qū)動設(shè)計，可高效可靠抑制碳化硅MOSFET的誤開通，還可用于驅(qū)動MOSFET、IGBT等功率器件。

 

 

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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