【導讀】圍繞儲能係統（ESS）展開，先介紹其可儲存煤炭


、核能等不同發電方式的能量，再聚焦熱門的電池儲能係統（BESS）。BESS 應用廣泛，住宅場景中可作備用電源並幫用戶節省電費，商業場景下能管理清潔能源、緩解電網壓力。文中還給出交流耦合電池儲能係統框圖，推薦安森美解決方案，涵蓋 SiC 器件、IGBT 等關鍵產品
，為該領域電源方案選型提供參考。

高功率高電壓儲能係統電源方案選型指南 ：安森美解決方案架構與性能解析

作者：安森美

儲能係統（ESS）能將來自不同發電方式（煤炭
、核能、風能、太陽能等）的能量，以多種形式儲存起來，例如電化學儲能、機械儲能等。電池儲能係統（BESS，Battery Energy Storage System）在住宅和商業場景中均有廣泛應用
，是比較熱門的一個研究領域。

在(zai)住(zhu)宅(zhai)場(chang)景(jing)下(xia)，電(dian)池(chi)儲(chu)能(neng)係(xi)統(tong)可(ke)作(zuo)為(wei)備(bei)用(yong)電(dian)源(yuan)，避(bi)免(mian)突(tu)發(fa)停(ting)電(dian)問(wen)題(ti)，同(tong)時(shi)通(tong)過(guo)將(jiang)電(dian)能(neng)從(cong)電(dian)價(jia)低(di)穀(gu)時(shi)段(duan)轉(zhuan)移(yi)至(zhi)電(dian)價(jia)高(gao)峰(feng)時(shi)段(duan)使(shi)用(yong)，幫(bang)助(zhu)用(yong)戶(hu)節(jie)約(yue)用(yong)電(dian)成(cheng)本(ben)。在(zai)商(shang)業(ye)場(chang)景(jing)下(xia)，儲(chu)能(neng)係(xi)統(tong)的(de)規(gui)模(mo)通(tong)常(chang)更(geng)大(da)，其(qi)能(neng)高(gao)效(xiao)存(cun)儲(chu)和(he)管(guan)理(li)太(tai)陽(yang)能(neng)逆(ni)變(bian)器(qi)產(chan)生(sheng)的(de)清(qing)潔(jie)能(neng)源(yuan)

，從(cong)而(er)實(shi)現(xian)低(di)碳(tan)排(pai)放(fang)。如(ru)今(jin)，電(dian)池(chi)儲(chu)能(neng)係(xi)統(tong)的(de)另(ling)一(yi)關(guan)鍵(jian)作(zuo)用(yong)在(zai)於(yu)，它(ta)能(neng)緩(huan)解(jie)因(yin)電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)（EV）充電需求日益增長而帶來的電網壓力。本文將全麵介紹儲能係統和市場情況，以及安森美（onsemi）的領先產品與解決方案。

框圖 - 交流耦合電池儲能係統

下圖展示了安森美推薦的交流耦合電池儲能係統解決方案。 該係統通過使用一個逆變器， 可實現交流電儲能， 兼具靈活性和可靠性。 安森美提供其中的關鍵產品，包括分立式碳化矽（SiC） 器件和IGBT， 電源模塊、 隔離柵極驅動器以及電源管理控製器， 適用於住宅和商業應用。

框圖 - 直流耦合電池儲能係統

下圖展示了安森美推薦的直流耦合電池儲能係統解決方案。 該係統直接從光伏組件存儲電能， 最大程度降低轉換損耗

， 保障係統效率。 安森美提供的關鍵產品包括分立式碳化矽（SiC） 器件和IGBT， 電源模塊、隔離型柵極驅動器以及電源管理控製器， 適用於住宅、 商業和公用事業應用。

用於電池儲能係統的電源模塊解決方案

圖 1：三電平 I-NPC 拓撲

圖 2：三電平 ANPC 拓撲

三電平I-NPC和三電平ANPC是電源轉換係統（PCS） 中常見的雙向拓撲結構
， 可滿足輸出功率不斷增長的需求。 與兩電平拓撲相比
， 三電平拓撲需要更多的元器件、 驅動信號以及更複雜的控製結構。 但其優勢也十分明顯：三電平結構能夠有效降低功率損耗和電流紋波（由於所承受電壓減半） ， 並具有更好的抗電磁幹擾（EMI） 性能。

·         NXH800H120L7QDSG 是安森美最新推出的 QDual3 係列 1200V 800A 半橋 IGBT 電源模塊， 具有更低的導通損耗和開關損耗， 從而實現高效率和卓越的可靠性。 通過並聯多個 QDual3 模塊， 可以構成三電平 ANPC 模塊， 係統的設定輸出功率可高達 1.6MW 至 1.8MW。

·         NXH600N105L7F5S1HG 是安森美最新推出的 F5BP 係列1050V 600A I-NPC IGBT 電源模塊。 該 F5BP 模塊在熱性能方麵表現出色， 其熱阻比 F5-PIM 模塊低 9%。 它結合了矽（Si） 和碳化矽（SiC） 器件
， 優化了設計靈活性， 支持1500V DC係統， 是公用事業級應用的理想之選。

圖 3： QDual3 封裝

圖 4： F5BP 封裝

DESAT（去飽和） 是大功率轉換中首選的重要保護措施之一。它可以通過盡快關斷開關器件來防止 IGBT/MOSFET 因短路而損壞。

NCD57000 集成了去飽和檢測功能
， 當 VCESAT 達到設定閾值時， 內部的 STO（軟關斷） MOSFET 會被激活， 對柵極電容放電， 以降低因高 dV/dt 引起的過壓應力和損耗。

此外， 這款單通道柵極驅動器還具有高達 4A/6A 的拉灌電流能力

， 5 kVrms 的電氣隔離， 以及其它保護功能， 如欠壓鎖定（UVLO） 、 有源米勒鉗位等。