【应用】三电平NPC功率模块VINcoNPC X12在实现高功率央光伏逆变器
由于成本压力不断上升，太阳能光伏发电系统的电压等级从1000VDC上升到了1500VDC，而且串联逆变器正在快速发展以适应这些新的要求，最新的设备功率已经超过了80 KVA。而且串并联逆变器之间的价格差距正在缩小，解决方案之间的竞争正在升温，以便能够提升更大功率。随着串联逆变器在这些市场中的应用展开，两级串联已经解决不了问题，需要更高级的拓扑来增加功率。
一般简单地将两层外壳结构用到三电平拓扑上，会限制其最大频率和否定NPC配置的一些优点，VINCOTECH公司利用三级功率模块深厚的经验，从而提出了高功率解决方案。低电感VIN外壳封装被用来处理更高的开关频率，从而使工程师能够减少无源元件中的成本并获得优异的效率。
Vincotech公司推出的三电平NPC功率模块VINcoNPC X12满足中央逆变器的挑战性要求，同时保持了串联逆变器的速度和灵活性。终端连接允许DC和AC级分开，这使得母线设计更加容易。电路精心布置，以均匀分布电流，防止个别部件过载。
图1三电平NPC功率模块VINcoNPC X12原理图
三电平NPC功率模块VINcoNPC X12设计中使用的底板缺少大的铜表面，因此热界面材料不会被放出。受益于这种“泵出”预防和相变材料，可靠的热性能保证了模块的寿命。
图2 20-85℃温度循环对三电平NPC功率模块VINcoNPC X12的影响
三电平NPC功率模块VINcoNPC X12的特点：
•三层拓扑结构，优化连接
•低内部电感，高频率
•均匀电流分布，完全对称布局
•模块化结构以获得更好的热性能
三电平NPC功率模块VINcoNPC X12的优势：
•无源元件体积减小
•不会超载
•热性能良好
与三菱的新第七代（M7）的IGBT和二极管相比，三电平NPC功率模块VINcoNPC X12的额定电流增加了25%，从1200A增加到1800A；传导损耗在20%以下，开关特性好，EMC性能优越。
图3 ViCONPC X12RT性能曲线
由于三电平NPC功率模块VINcoNPC X12具有更大的功率密度和效率，可以实现1MW而不需要并联，或者必须在高度电感设计中使用两级模块来实现三级配置。使用每相一个模块达到1MW的这种选择是非常有效的，在6 kHz时达到99%的额定值，在较低的开关频率下实现更高的效率。在这些条件下，所有部件的最大结温保持在120°C以下，从而在过载条件下留下足够的安全余量。
图4 ViCONPC X12结温和频率特性
结论：
串联逆变器正在进入实用规模的设备，光伏产业的领导者Vincotech公司有很多可以为这些制造商提供的产品。建立在创新理念和洞察力的经验，Vincotech公司解决方案满足市场的高效率，功率密度和可靠性的要求，而且在竞争中可以节省成本。
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微波器件 Lv5. 技术专家 2020-10-19学习 -
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用户18594168 Lv6. 高级专家 2018-09-03赞 -
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yuyu Lv8. 研究员 2018-09-03不错 -
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luosai Lv8. 研究员 2018-09-03学习了！
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