【导读】跟着全世界能源转型加快，太阳能逆变器技能正履历革命性厘革。今朝市场主流组串式逆变器依附其卓着的矫捷性及安装便捷性，已经成为光伏体系的焦点选择。安森美作为功率半导体范畴的带领者，经由过程立异的器件设计及体系级优化，连续鞭策逆变器功率密度晋升与成本降落。其解决方案不仅年夜幅晋升了能量转换效率，更为室第、贸易及公用事业等差别运用场景提供了量身定制的技能路径，助力光伏财产实现更高程度的能源使用效率。

跟着全世界能源转型加快，太阳能逆变器技能正履历革命性厘革。今朝市场主流组串式逆变器依附其卓着的矫捷性及安装便捷性，已经成为光伏体系的焦点选择。安森美作为功率半导体范畴的带领者，经由过程立异的器件设计及体系级优化，连续鞭策逆变器功率密度晋升与成本降落。其解决方案不仅年夜幅晋升了能量转换效率，更为室第、贸易及公用事业等差别运用场景提供了量身定制的技能路径，助力光伏财产实现更高程度的能源使用效率。

集中式太阳能逆变器凡是运用在公用事业电站，具备超年夜容量。但受安装所在限定，最近几年来其新增装机容量已经被组串式太阳能逆变器逾越。微型太阳能逆变器重要用在室第发电，同时也广泛办事在都会基础举措措施供电，例如路灯、交通讯号灯等场景。

太阳能逆变器的焦点是功率转换部门，详细包罗 DC-DC 升压转换器与 DC-AC 逆变器。跟着功率器件的连续成长，以和终端产物催生出的新需求，诸多新型拓扑布局应运而生。深切相识这些拓扑布局和功率产物，有助在更透辟地舆解整个体系并实现快速设计。

框图 - 光伏逆变器

下面的框图展示了由安森美 (onsemi)打造的光伏逆变器解决方案。 该框图出现了光伏逆变器所采用的电源治理及功率转换技能。安森美提供品类齐备的产物， 涵盖分立碳化硅 (SiC) 器件、 绝缘栅双极型晶体管 (IGBT)、 功率模块、断绝式栅极驱动器和电源治理节制器， 助力体系实现更高的功率密度及效率。

市场信息及趋向

碳化硅替换品

碳化硅 (SiC) 有助在提供更高的效率以推进当前技能趋向。 与传统的硅基 MOSFET/IGBT 比拟，SiC 器件于高电压场景下的上风尤为凸起：高压器件可简化拓扑布局， 无需利用多电平转换器； SiC 逆变器解决方案的损耗低在 IGBT 解决方案；同时， SiC MOSFET 的开关速率更快， 可以或许缩小无源器件（特别是电感） 的尺寸。 这两方面因素配合晋升了功率密度， 使不异尺寸及重量的器件可实现更高功率输出。

不外， 现实运用中必需于成本与机能之间举行衡量， 并联合详细需求来选择最适合的解决方案。

IGBT 及 SiC 二极管。

SiC 二极管替换方案的运用正愈发遍及， 特别于 DC-DC 转换环节， 缘故原由有三：其一， 成本已经降至合理程度；其二，无需对于电路设计举行年夜幅改动；其三， 也是最主要的一点， 能显著晋升体系机能。 此外， 事情频率的提高还有可缩小无源器件的尺寸。

于年夜功率产物（约 200kW 以上） 中， IGBT 仍是首选。 一方面， IGBT 于年夜电流场景下体现优秀， 且这种体系对于事情开关频率的要求不高， 是以 IGBT 关断速率慢的问题不会造成太年夜影响。 另外一方面， 全 SiC 体系需要全新设计， 且成本昂扬。 例如， 基在 IGBT 的转换器驱动电路与 SiC 体系不兼容；因为 SiC 元件的短路耐受时间 (SCWT) 短在 IGBT，还有需从头设计掩护方案。

更高的母线电压

对于年夜功率的需求连续增加， 于划一功率前提下， 采用 1500V 组串替换 1100V 组串时， 因电流更低而可以或许降低互联成本。 为适应此类趋向， 更高电压等级的开关器件应运而生。 不管是选用高压开关器件， 还有是采用多电平拓扑布局， 都能显著晋升光伏逆变器的事情功率。 关在 1500V 逆变器与 1100V 逆变器的对于比， 详见后文。

表 1： 1500V（型号-2）与 1100V 光伏逆变器的对于比

公用事业级解决方案

300 kW+ 光伏组串式逆变器 - 公用事业级解决方案

安森美发布了采用 F5BP 封装的新型 Si/SiC 混淆功率集成模块 (PIM)， 可为公用事业级光伏组串式逆变器和储能体系晋升 15% 的功率输出。这些模块可以或许提高功率密度与效率， 使光伏逆变器的功率从 300kW 晋升至 350kW。 这象征着， 对于在一座 1 吉瓦的光伏电站而言， 每一小时可分外节省近 2 兆瓦的电力。 此外， 新型模块依附更高的功率密度与效率， 削减了所需模块的数目， 将元件成本降低 25% 以上。

该系列模块集成为了进步前辈元件， 包括 1050V FS7 型 IGBT 与 1200V D3 EliteSiC 二极管， 与前代产物比拟， 功率损耗降低高达 8%， 开关损耗削减 15%。 这些 PIM 模块于逆变器部门采用立异的 I-NPC 拓扑布局， 于升压部门则采用飞跨电容拓扑。 此外， 它们采用进步前辈的直接键合铜 (DBC) 基板， 可年夜幅削减杂散电感及热阻。 这类设计将散热器的热阻降低了 9.3%， 有助在于高负载下维持较低的事情温度， 进而晋升总体靠得住性。

图 1： 300 kW+ 光伏组串式逆变器道理图

图 2： F5BP 与 F5 的热机能

��Si/SiC 混淆模块， F5BP NXH600N105H7F5P2HG

特征

• I 型中性点钳位三电平逆变器模块• 1050V 场截止 7 型 IGBT 及 1200V SiC 二极管• 高效率、高功率密度和精彩靠得住性• 低热阻底板• 低电感结构， 内置 NTC 热敏电阻

上风

• 体系效率高达 99%• 削减模块数目，简化 PCB 设计并降低体系成本

运用

• 1500 V 组串式工贸易用光伏逆变器

图 3： F5BP 封装PIM60 112x62（压接式）

保举浏览：

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