【導讀】隨sui著zhe全quan球qiu能neng源yuan轉zhuan型xing加jia速su
，太tai陽yang能neng逆ni變bian器qi技ji術shu正zheng經jing曆li革ge命ming性xing變bian革ge。目mu前qian市shi場chang主zhu流liu組zu串chuan式shi逆ni變bian器qi憑ping借jie其qi卓zhuo越yue的de靈ling活huo性xing和he安an裝zhuang便bian捷jie性xing，已yi成cheng為wei光guang伏fu係xi統tong的de核he心xin選xuan擇ze。安an森sen美mei作zuo為wei功gong率lv半ban導dao體ti領ling域yu的de領ling導dao者zhe，通tong過guo創chuang新xin的de器qi件jian設she計ji和he係xi統tong級ji優you化hua，持chi續xu推tui動dong逆ni變bian器qi功gong率lv密mi度du提ti升sheng與yu成cheng本ben下xia降jiang。其qi解jie決jue方fang案an不bu僅jin大da幅fu提ti升sheng了le能neng量liang轉zhuan換huan效xiao率lv，更geng為wei住zhu宅zhai、商業和公用事業等不同應用場景提供了量身定製的技術路徑，助力光伏產業實現更高水平的能源利用效率。

隨sui著zhe全quan球qiu能neng源yuan轉zhuan型xing加jia速su，太tai陽yang能neng逆ni變bian器qi技ji術shu正zheng經jing曆li革ge命ming性xing變bian革ge。目mu前qian市shi場chang主zhu流liu組zu串chuan式shi逆ni變bian器qi憑ping借jie其qi卓zhuo越yue的de靈ling活huo性xing和he安an裝zhuang便bian捷jie性xing，已yi成cheng為wei光guang伏fu係xi統tong的de核he心xin選xuan擇ze。安an森sen美mei作zuo為wei功gong率lv半ban導dao體ti領ling域yu的de領ling導dao者zhe，通tong過guo創chuang新xin的de器qi件jian設she計ji和he係xi統tong級ji優you化hua，持chi續xu推tui動dong逆ni變bian器qi功gong率lv密mi度du提ti升sheng與yu成cheng本ben下xia降jiang。其qi解jie決jue方fang案an不bu僅jin大da幅fu提ti升sheng了le能neng量liang轉zhuan換huan效xiao率lv，更geng為wei住zhu宅zhai、商業和公用事業等不同應用場景提供了量身定製的技術路徑
，助力光伏產業實現更高水平的能源利用效率。

jizhongshitaiyangnengnibianqitongchangyingyongyugongyongshiyedianzhan，juyouchaodarongliang。danshouanzhuangdidianxianzhi
，jinnianlaiqixinzengzhuangjirongliangyibeizuchuanshitaiyangnengnibianqichaoyue。weixingtaiyangnengnibianqizhuyaoyongyuzhuzhaifadian，tongshiyeguangfanfuwuyuchengshijichusheshigongdian，liruludeng、交通信號燈等場景。

太陽能逆變器的核心是功率轉換部分

，具體包含 DC-DC 升壓轉換器與 DC-AC 逆ni變bian器qi。隨sui著zhe功gong率lv器qi件jian的de持chi續xu發fa展zhan，以yi及ji終zhong端duan產chan品pin催cui生sheng出chu的de新xin需xu求qiu，諸zhu多duo新xin型xing拓tuo撲pu結jie構gou應ying運yun而er生sheng。深shen入ru了le解jie這zhe些xie拓tuo撲pu結jie構gou及ji功gong率lv產chan品pin，有you助zhu於yu更geng透tou徹che地di理li解jie整zheng個ge係xi統tong並bing實shi現xian快kuai速su設she計ji。

框圖 - 光伏逆變器

下麵的框圖展示了由安森美 (onsemi)打造的光伏逆變器解決方案。 該框圖呈現了光伏逆變器所采用的電源管理和功率轉換技術。安森美提供品類齊全的產品， 涵蓋分立碳化矽 (SiC) 器件
、 絕緣柵雙極型晶體管 (IGBT)、 功率模塊、隔離式柵極驅動器及電源管理控製器
， 助力係統實現更高的功率密度和效率。

市場信息和趨勢

碳化矽替代品

碳化矽 (SiC) 有助於提供更高的效率以推進當前技術趨勢。 與傳統的矽基 MOSFET/IGBT 相比，SiC 器件在高電壓場景下的優勢尤為突出：高壓器件可簡化拓撲結構， 無需使用多電平轉換器； SiC 逆變器解決方案的損耗低於 IGBT 解決方案；同時， SiC MOSFET 的開關速度更快， 能夠縮小無源器件（尤其是電感） 的尺寸。 這兩方麵因素共同提升了功率密度， 使相同尺寸和重量的器件可實現更高功率輸出。

不過， 實際應用中必須在成本與性能之間進行權衡， 並結合具體需求來選擇最合適的解決方案。

IGBT 和 SiC 二極管。

SiC 二極管替代方案的應用正愈發普遍， 尤其在 DC-DC 轉換環節
， 原因有三：其一， 成本已降至合理水平
；其二，無需對電路設計進行大幅改動；其三， 也是最重要的一點
， 能顯著提升係統性能。 此外， 工作頻率的提高還可縮小無源器件的尺寸。

在大功率產品（約 200kW 以上） 中， IGBT 仍是首選。 一方麵， IGBT 在大電流場景下表現優異， 且這類係統對工作開關頻率的要求不高， 因此 IGBT 關斷速度慢的問題不會造成太大影響。 另一方麵， 全 SiC 係統需要全新設計， 且成本高昂。 例如， 基於 IGBT 的轉換器驅動電路與 SiC 係統不兼容；由於 SiC 元件的短路耐受時間 (SCWT) 短於 IGBT，還需重新設計保護方案。

更高的母線電壓

對大功率的需求持續增長， 在同等功率條件下， 采用 1500V 組串替代 1100V 組串時， 因電流更低而能夠降低互聯成本。 為順應此類趨勢， 更高電壓等級的開關器件應運而生。 無論是選用高壓開關器件
， 還是采用多電平拓撲結構
， 都能顯著提升光伏逆變器的工作功率。 關於 1500V 逆變器與 1100V 逆變器的對比
， 詳見後文。

表 1： 1500V（型號-2）與 1100V 光伏逆變器的對比

公用事業級解決方案

300 kW+ 光伏組串式逆變器 - 公用事業級解決方案

安森美發布了采用 F5BP 封裝的新型 Si/SiC 混合功率集成模塊 (PIM)， 可為公用事業級光伏組串式逆變器及儲能係統提升 15% 的功率輸出。這些模塊能夠提高功率密度與效率， 使光伏逆變器的功率從 300kW 提升至 350kW。 這意味著， 對於一座 1 吉瓦的光伏電站而言

， 每小時可額外節省近 2 兆瓦的電力。 此外， 新型模塊憑借更高的功率密度與效率， 減少了所需模塊的數量， 將元件成本降低 25% 以上。

該係列模塊集成了先進元件， 包括 1050V FS7 型 IGBT 與 1200V D3 EliteSiC 二極管
， 與前代產品相比， 功率損耗降低高達 8%， 開關損耗減少 15%。 這些 PIM 模塊在逆變器部分采用創新的 I-NPC 拓撲結構， 在升壓部分則采用飛跨電容拓撲。 此外， 它們采用先進的直接鍵合銅 (DBC) 基板， 可大幅減少雜散電感和熱阻。 這種設計將散熱器的熱阻降低了 9.3%

， 有助於在高負載下維持較低的工作溫度， 進而提升整體可靠性。

圖 1： 300 kW+ 光伏組串式逆變器原理圖

圖 2： F5BP 與 F5 的熱性能

��Si/SiC 混合模塊
， F5BP NXH600N105H7F5P2HG

特性

• I 型中性點鉗位三電平逆變器模塊
• 1050V 場截止 7 型 IGBT 和 1200V SiC 二極管
• 高效率、高功率密度及出色可靠性
• 低熱阻底板
• 低電感布局， 內置 NTC 熱敏電阻

優勢

• 係統效率高達 99%
• 減少模塊數量，簡化 PCB 設計並降低係統成本

應用

• 1500 V 組串式工商業用光伏逆變器

圖 3： F5BP 封裝PIM60 112x62（壓接式）

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