基本公司SiC碳化硅MOSFET單管適用于光儲中的Boost、T型三電平、DCDC等高開關(guān)頻率拓撲。
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,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。拓撲結(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)。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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