介紹一種用于高效率太陽能逆變器的新型緊湊型功率模塊

在大多數(shù)下，DC-AC title=逆變器是一個將直流(DC)電壓變換為交流(AC)電壓的部件。 href=" 2008-06/439943.htm" target=_blank>逆變器 的拓樸是基于一個由太陽能電池直接饋電的全橋 title=電流流過的路叫做電路電路 拓樸，如圖１。   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

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圖１ 具有全橋電路的太陽能逆變器   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

    然而，當太陽能電池的 電壓 較低或變化較大時，在太陽能電池板后插入一個升壓變換器，就能給全橋電路提供一個恒定的DC電壓，如圖2。   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

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圖2 具有升壓斬波器和全橋電路的太陽能逆變器   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

    全橋電路也可以簡化成一個相臂與一個 電容 分壓器的組合。但是，與全橋電路相比較，在同樣的輸出功率下，相臂承受2倍的電流 。功率模塊具有非常對稱的設計，只要將橋式電路的2個相臂并聯(lián)就能很地形成一個具有2倍電流容量的相臂。   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

    在本文中，只考慮全橋電路拓樸。系統(tǒng)的尺寸﹑性能﹑可靠性和成本都很重要，但逆變器的效率是最關鍵的參數(shù)。使太陽能逆變器獲得的最高效率，不僅是節(jié)約寶貴能量所的基本要求，而且對于降低電力生產(chǎn)的成本也是至關重要的。達到目標，全橋電路采用單極開關DC－AC逆變器拓樸。使輸出濾波器 最小化，   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

全橋的下臂開關工作在高 頻率 ，而上臂開關則工作在輸電線頻率。采用這種工作模式，逆變器既具有高頻率運行的優(yōu)點，而全橋電路中又只有2個開關存在開關損耗，2個開關只有傳導損耗 的可忽略不計。   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

    將這些功率器件集成在采用了最先進技術的扁平緊湊型封裝內(nèi)，為最高輸出功率達10 kW的高功率密度和高可靠性的逆變器提供方案。   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

    2. 用于全橋電路方案的功率模塊系列   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

    2個功率模塊系列專門為2個主AC電網(wǎng)提供600V和1200V的模塊，并能滿足太陽能電池的寬范圍電壓。能以一個具有競爭力的價格，為工作頻率在15 k title=Hz（hertz）赫茲 href=" 2007-01/410067.htm" target=_blank>Hz ~ 50 kHz的范圍提供最小型緊湊的方案，優(yōu)先采用 title=絕緣柵雙極晶體管 href=" 2006-03/399173.htm" target=_blank>IGBT 技術。在高頻率工作的下臂開關采用快速的NPT IGBT 器件。   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

而在輸電線頻率工作的上臂開關則采用具有最低飽和電壓降的溝槽（Trench ）和場終止（ Fi title=ELD--電致發(fā)光顯示器 href=" s185/2009-03/454638.htm" target=_blank>ELD stop） IGBT器件。實現(xiàn)全橋電路中下臂器件和上臂的低導通損耗器件的快速轉(zhuǎn)換是的，不過通常 title="" href=" 2007-08/423312.htm" target=_blank>反相 是通過給快速器件提供驅(qū)動，并避免置于全橋下臂時的浮動位來完成的。   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

    ，提高逆變器的效率，這類新型模塊中的二極管 是與功率晶體管 相匹配的。高速﹑軟恢復的M IC ros title=電磁干擾 href=" 2007-07/418365.htm" target=_blank>EMI DQ系列二極管能與上臂的IGBT并聯(lián)，與下臂的快速的IGBT組合，降低恢復損耗。具有低正向電壓降的二極管在輸出零交叉時，保護下臂的IGBT。這些最新二極管的應力要遠遠小于的二極管，已用于高頻的反向恢復，由此可以降低電流額定值，有利于減小尺寸和降低成本。建議在節(jié)省空間的緊湊型SP1 和SP3封裝中采用600V﹑30A ~100A和1200V﹑15A ~50A 的二極管，如表1。   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

    目前已提供采用CoolmosTM 器件的600V產(chǎn)品，該產(chǎn)品可以工作在更高的開關頻率，并使開關損耗和導通損耗最小化。   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

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表1：采用SP1和SP3 封裝的全橋模塊列表   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

    3. 用于完整的升壓和全橋的逆變器電路   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

      3.1  用于升壓和全橋電路逆變器的單個模塊   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

    當太陽能電池的電壓變化很大時，用一個升壓變換器給全橋電路提供一個被了的DC 電壓(400V~800V)是非常有道理的。使整個逆變器方案能給出一個最強的適應性，優(yōu)先選擇由2個模塊組成的套件，其中一個模塊用作升壓開關，另一個模塊則用作全橋開關。
一個完整的逆變器要使用一個升壓電路級和全橋電路，會有２個單獨的封裝，首先優(yōu)化每一個封裝的尺寸和性能當然是非常重要的，但是這些優(yōu)化也適合于２個模塊的裝配。
達到目的，優(yōu)先選擇用SOT227封裝的3KVA模塊升壓開關和用SP1封裝模塊全橋的組合，如圖３。

    SOT 227的底座是25.4mm x 38.1mm，而SP1封裝的底座是40.8mm x 51.6mm。２種封裝的高度都是12mm，可以并排地安裝在同一個散熱器上，并與同一個印制電路板進行聯(lián)線。SOT227提供螺絲接口端子，而SP1則通過焊接 管腳引線來進行聯(lián)結(jié)。   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

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圖3a  采用SOT227封裝的升壓級 (P<3KW)   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

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Fig.3b  采用SP1封裝的全橋電路 (P>3KW)   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

    當輸出功率大于3KVA時，選擇SP1封裝的模塊用作升壓開關和SP3封裝模塊用作全橋開關的組合，是最好的方案，如圖4。   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

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圖4a采用SP1封裝的升壓級 (P>3KW)   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

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圖4b采用SP3封裝的全橋電路 (P>3KW)   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

    當達到最高輸出功率時，輸入升壓級和輸出全橋模塊都采用SP3封裝。   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

    與SP1封裝的40.8mm x 51.6mm底座相結(jié)合，SP3占據(jù)的面積是40.8mm x 73.4mm。SP1模塊和SP3模塊的高度都是12mm，而且可以用波峰焊聯(lián)結(jié)在同一個印制電路板上。   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

    使磁性元件尤其是升壓 title=電感 href=" 2006-07/404778.htm" target=_blank>電感 最小化，升壓變換器在高頻率下工作，其典型值是100 kHz。對于600V的應用，CoolmosTM器件在高頻率下給出最好的性能。目前已提供采用SOT227封裝的45 mΩ模塊和采用SP1封裝的24 mΩ模塊產(chǎn)品。這些產(chǎn)品中的匹配二極管都是最新的DQ軟 title=快恢復二極管（簡稱FRD）是一種具有開關特性好、反向恢復時間短特點的半導體二極管 href=" 2007-05/417670.htm" target=_blank>快恢復二極管 。對于高電壓的應用，升壓級工作在高頻率，那么MOSFET是最好的選擇。隨著MOSFET電壓的，器件的導通 title="" href=" s25/2006-01/395099.htm" target=_blank>電阻 Ron顯著增大，當輸出功率時，就一個芯片面積大的MOSFET器件。目前已提供的升壓斬波器產(chǎn)品是采用SP1封裝的180mΩ和300mΩ模塊，其 title=擊穿電壓 href=" 2007-02/412370.htm" target=_blank>擊穿電壓 分別是1000V和1200V。使升壓功能的成本最小化，在頻率降低到25 kHz的下，可以用一個快速IGBT來代替MOSFET器件。采用SP1封裝的1200V﹑50A~100A快速 IGBT升壓級可以達到該目的。   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

    表2給出一個升壓級模塊的總結(jié)。   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

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表2a. MOSFET 和CoolmosTM 升壓級模塊   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

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表2b. IGBT升壓級模塊   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

    這些升壓級模塊能與采用SP1和SP3封裝的全橋模塊組合，有關的全橋模塊在前面的全橋模塊章節(jié)中已進行過描述。
器件的電壓﹑電流額定值和工藝技術應該逆變器的輸出功率和選用的開關頻率來進行選擇。   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

    3.2  用于升壓和全橋電路逆變器的集成模塊   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

    將升壓級與全橋電路組合在同一個封裝中，可以使逆變器的尺寸進一步縮小。提供電壓為600V和1200V的2種產(chǎn)品。對應每個電壓額定值，2個功率最小的器件是采用底座為40.4mm x 93mm 的SP4封裝的模塊（見圖5）。而2個功率最大的器件則集成在扁平的SP6-P 封裝中(底座是62mm x 108mm見– 圖6)。600V產(chǎn)品中的升壓級采用CoolmosTM晶體管制作，而1200V產(chǎn)品則節(jié)省空間和成本，采用快速IGBT制作。表3 總結(jié)了現(xiàn)有的升壓和全橋電路集成模塊。   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

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表3: 集成升壓和全橋電路的太陽能模塊   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

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圖5  SP4 封裝的三維圖像   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

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圖6  SP6-P封裝的三維圖像   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

    4. 性能比較   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

    對各種各樣的技術組合進行了比較，并研究了效率隨著輸出功率變化的函數(shù)關系。更好地測定不同快速開關的開關損耗所造成的影響，還研究了不同工作頻率下的性能。   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

    對不同的方案進行合理的比較，給出的是對應歸一化輸出功率P/Pnom的效率。   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

    避免能聽得見的音頻 title=噪聲 href=" 2006-12/409064.htm" target=_blank>噪聲 ，并使磁性元件最小化，通常快速開關運行在20 kHz的工作頻率。   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

    圖7給出對應歸一化輸出功率P/Pnom的效率函數(shù)關系   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

- 全橋的4個開關都只采用溝槽（Trench）和場終止（ Field stop）IGBT，   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

- 只采用快速 NPT IGBT，   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

- 下臂采用快速NPT IGBT，上臂采用低導通損耗的IGBT器件溝槽（Trench ）和場終止（ Field stop）IGBT的優(yōu)化組合。   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

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圖7  20 kHz下，Trench和Field stop, NPT 和混合Trench/NPT 的效率曲線   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

    溝槽（Trench ）和場終止（ Field stop）IGBT是設計用來工作頻率可高達20 kHz的器件。低的飽和電壓VCEsat與合理的開關時間相結(jié)合，可以使效率達到96%至97%。盡管快速NPT IGBT器件的導通損耗較高，但開關損耗的降低，其效率仍然被進一步改善。將低開關損耗的快速IGBT和低導通損耗的溝槽（Trench ）和場終止（ Field stop）IGBT進行組合，工作性能比以前的組合要好大約1%，在一個很寬的輸入功率范圍內(nèi)，總體的效率超過98%。   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

    進一步提高效率，可以將工作頻率降低到16 kHz，要指出的是工作頻率的降低受到音頻噪聲的限制，而且不能影響到磁性元件的尺寸(見圖8)。   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

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圖8 16 kHz下，Trench和Field stop, NPT 和混合Trench/NPT 的效率曲線   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

    對于溝槽（Trench ）和場終止（ Field stop）IGBT，頻率從20 kHz降低至16 kHz 可以獲得大于97%的效率，非常接近快速NPT IGBT的效率98%，而混合IGBT技術的效率高于98%。   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

    在下，進一步縮小磁性元件尤其是輸出 title=濾波器 href=" 2007-02/411665.htm" target=_blank>濾波器 的尺寸，就將工作頻率提高到50 kHz的范圍。   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

    600 V快速NPT IGBT的關斷損耗很低，有能力在高達100 kHz的頻率下運行，在50 kHz的范圍內(nèi)，獲得可接受的效率。MOSFET器件具有更快速的開關時間，開關損耗比最快速的NPT器件都低。只要MOSFET器件具有低的導通損耗，的總損耗自然也就低了。600V CoolMOSTM 晶體管的導通 title=電阻 href=" 2006-12/409057.htm" target=_blank>電阻 R title=DSO封裝說明 target=_blank>DSO n非常小，因而使導通損耗最小化，而且具有快速的開關時間。   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

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圖9  50 kHz下，快速NPT/Trench IGBT和 CoolMOSTM / Trench開關組合的效率曲線   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

    快速NPT和溝槽（Trench）IGBT的組合使得50 kHz時的效率仍然高于97%。CoolMOSTM晶體管與溝槽（Trench）IGBT的組合比前一種組合的效率更高。   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

    沒有必要縮小逆變器的尺寸而運行在高頻率時，可以工作在16 kHz的頻率下，采用CoolMOSTM器件和溝槽（Trench）IGBT的組合，能獲得最高的效率。盡管溝槽（Trench）IGBT和場終止（ Field stop）IGBT運行在低的50Hz電力線頻率，建議使用FREDFET器件或帶有較快本征二極管的CoolMOSTM晶體管，使系統(tǒng)的EMI干擾最小化。   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

    太陽能逆變器的另一個重要特性是使用壽命和可靠性。逆變器產(chǎn)生的EMI/RFI也是至關重要的。   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

    SiC二極管的重要特性是其正向電壓降為零和反向恢復損耗為零，因而與標準的快速硅二極管相比，在降低開關噪聲和提高性能具有顯著的優(yōu)越性。   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

    在硬開關條件下，二極管的反向恢復電流對功率開關內(nèi)部的開通能量影響很大。這樣，隨著開關頻率的，在功率開關和二極管中都會產(chǎn)生相當數(shù)量的開通損耗。要指出的是，在反向恢復期結(jié)束時，出現(xiàn)某些振蕩，導致在系統(tǒng)中產(chǎn)生大量的噪聲，即使使用昂貴和龐大的輸入 title=只傳輸信號中所的頻譜而濾除其他頻譜的一種頻率選擇技術 href=" 2007-08/423308.htm" target=_blank>濾波 器，這些噪聲也是很難消除的。   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

    較快的恢復特性使功率開關和二極管中的開關損耗都降低。SiC二極管關斷時所觀察到的小峰值電流是Schottky勢壘器件的結(jié) title=電容 href=" 2005-05/325844.htm" target=_blank>電容 而產(chǎn)生的，并不是反向恢復特性。與使用通常FRED二極管的配置不同，沒有測量到瞬時擾動或振蕩。這樣無噪聲的開關運行，是縮小輸入濾波器尺寸和簡化它的關鍵所在，并對滿足嚴格的EMI/RFI規(guī)定起著重大的作用。   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

    SiC器件不僅在室溫具有極好的恢復特性，而且能在一個很寬的溫度范圍內(nèi)保持不變。如圖10 的是一個10A/600V Cree SiC二極管與一個具有同樣電流和電壓額定值的硅二極管的反向恢復特性的比較。   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

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圖10 不同結(jié)溫下SiC二極管和Si 二極管的反向恢復特性   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

    使用SiC二極管明顯地降低一個太陽能逆變器的整體損耗，使之能達到創(chuàng)紀錄的效率。較低的損耗也意味著較低的工作結(jié)溫，這將會明顯地延長逆變器的工作壽命，這對于太陽能應用是至關重要的。   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

    基于這一點，采用一個優(yōu)化的功率器件混合技術，可以得到最有效率的性能；低導通損耗的IGBT工作在50Hz, 快速開關器件工作在高頻，而SiC二極管與快速晶體管組合。   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

    將開關頻率選定為最低的16 kHz會獲得的最高效率，如圖13。   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

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圖13  16 kHz下，快速NPT/Trench IGBT和 CoolMOSTM / Trench開關與SiC二極管組合的效率曲線   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

    在本文中，對散熱器溫度為75°C時的不同的配置組合進行了比較。當逆變器工作在最高環(huán)境溫度時，其效率能降低1%之多。與通常的硅器件相比較，具有卓越溫度特性的SiC二極管能在這些極端條件下的效率差距。使用氮化鋁進一步改善熱特性。   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

    標準模塊使用了熱傳導性比現(xiàn)有的鋁襯底更好的襯底。功率器件具有更好的結(jié)至外殼的熱阻，使工作結(jié)溫降低。對于硅器件而言，較高的結(jié)溫意味著較高的導通損耗和開關損耗，而對于SiC器件而言，僅僅導致較高的導通損耗。，使用氮化鋁（AlN）襯底能進一步太陽能逆變器的效率，并延長其工作壽命。   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

“COOLMOS™ 是由Infineon Technologies AG開發(fā)的一個新的晶體管系列，“COOLMOS”是Infineon Technologies AG”的注冊商標。   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

    5. 結(jié)論   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

    本文闡述了使現(xiàn)代的太陽能逆變器能達到高效率的目標，在一個先進的全橋配置中組合低導通損耗和快速的功率器件技術是關鍵。   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

    Microsemi 功率產(chǎn)品部能提供各種各樣的專用功率模塊，這些模塊采用在本文中描述的各種功率器件技術來 title=集成電路 href=" 2007-02/412500.htm" target=_blank>集成電路 拓樸。列出的產(chǎn)品都能提供使用FRED二極管的模塊，也能提供為改善性能而使用SiC二極管的模塊。這些產(chǎn)品的特點是具有一個能與散熱器進行極好熱傳導的基板，進一步提高了太陽能逆變器先進工藝技術的性能﹑質(zhì)量和可靠性水平。   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

    在不久的將來提供SiC開關器件，MOSFET或IGBT，因而能獲得好于99%的效率，達到技術上所能實現(xiàn)的最大值。   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡容－源－電－子－網(wǎng)－為你提供技術支持