【应用】SiC MOSFET在光伏逆变器中替代IGBT单管做BOOST电路

时间： 2018-03-06 来源：世强作者：zyliuliu

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IGBT单管,电力电子功率器件,电力电子功率模块,LSIC1MO120E0080

光伏逆变器是光伏发电系统的核心部件，其实现的功能是将光伏电池产生的直流电转化为符合并网要求的交流电。目前，组串式光伏逆变器由于其组网形式灵活、发电效率高而逐渐成为光伏系统的主流应用。

组串式光伏逆变器由两部分组成：BOOST电路和逆变电路。其中BOOST电路实现的功能是在对光伏电池板的直流电升压的同时，完成MPPT（最大功率跟踪）功能。如图1所示为其拓扑电路：

图1：光伏逆变器拓扑电路

在常规的设计中，BOOST电路的功率器件通常选择IGBT单管和SiC二极管搭配使用。为满足最大1000VDC输入的光伏系统设计要求，我们需要使用1200V耐压的IGBT单管，其开关频率一般不超过20kHz。根据BOOST电路电感计算公式：

我们可以看到，电感感量与开关频率成反比。在其他条件不变的前提下，开关频率越高，所需的BOOST电感感量越小，从而可以减小电感体积，提高功率密度。但对于IGBT这种Si器件来讲，其开关频率受制于开关速度和拖尾电流等因素，如果开关频率过高的话，会导致开关损耗太大，发热量剧增而损坏。因此，要想进一步提高开关频率，需要选择开关速度快、损耗低的SiC MOSFET作为功率开关，下面我们就介绍LITTELFUSE推出的一款80mΩ/1200V的SiC MOS管，型号为：LSIC1MO120E0080。

LSIC1MO120E0080采用的是TO-247-3封装，在Tc≤100℃时，其额定电流可达25A。同时，其具有很高的开关速度，开通时间仅为10ns，关断时间16ns，栅极电荷Qg低至95nC，从而保证了这款SiC MOS管可以稳定运行在100kHz以上的开关频率，开关损耗小，具有很低的发热量。

表1所示为分别采用IGBT（开关频率20kHz）和SiC MOS管（开关频率100kHz），在5kW的BOOST电路中的电感参数：

表1：BOOST电感参数对比

图2所示为两款电感的外形尺寸对比：

图2：BOOST电感外形尺寸对比

由上述对比可以看到，在光伏逆变器BOOST电路采用Littelfuse的SiC MOS管替代IGBT单管后，开关频率可以从20kHz提高至100kHz以上，从而可以极大的降低BOOST电感的尺寸和重量，同时也能有效降低整机成本，提高功率密度。

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yuyu Lv8. 研究员 2018-09-04

学习了！
luosai Lv8. 研究员 2018-08-19

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型号- MKS4J022202D00MSSD,10-FZ12NMA080NS03-M260F,0505025.MX52LEP,TFLEX HD300,BGM111,C2M1000170D,EFR32MG13P732F512GM48-C,RBN75H125S1GP4-A0,10-FY12NMA160SH01-M820F18,KT05,PS9402,SGM6022,MLX91208,28R1101-000,28R0610-000,30-FT12NMA160SH-M669F28,PS9031,LSIC2SD120E30CC,30-FT12NMA200SH-M660F08,LXXXX 15.00/05/90 4.5SN GR,28R1476-100,92ML,LX 15.00/05/90 4.5SN GR BX,MKS4J033305D00KSSD,TPCM780,RC12-6-01LS,SMBJ18CA,28R1953-000,PS9531L3,SI86XX,28B0141-000,WDU50N,SGM6032,WGM110,R5F56514FDLJ,C4D30120D,WDU70N,RBN40H125S1GPQ-A0,C2M0080120D,V23990-P629-L43,SGM2019,LSIC1MO120E0080,SID11X2K,SI8261BCD-C-IS

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【方案】高效率10kw三相光伏逆变器优选元器件方案

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型号- C4D10120D,T-FLEXHD300,SMBJ,BGM111,LXS,SMDJ,C2M1000170D,1812L,SLM750,SLM152,SC92,PS9402,TGARD500,30R,RBN40H125S1FPQ-A0,EFR32MG,PS9031,60R,LSIC2SD120E10CC,SMAJ,SMCJ,WDU,SMF,SI4438-C,WGM110,MKP,MLX91210,10-FZ12NMA040SH-M267F,2920L,BVS,EFM32JG,SGM2019

ISABELLENHUETTE,WEIDMUELLER,LITTELFUSE,LAIRD,SILICON LABS,WIMA,CREE,NIPPON CHEMI-CON,MEIG,RENESAS,VINCOTECH,WOLFSPEED,ROGERS,MELEXIS,SGMICRO - 优选器件方案 - V1.2

世强代理有650V 120A TO-247封装，耐高温到260度的IGBT单管吗？

推荐世强代理Littelfuse（IXYS）的IGBT单管，型号为IXYH120N65B3，规格为650V/120A，封装为TO-247，其结温最高可以达到175℃，如下图所示：其管脚的焊接温度最高可耐300℃，在SMT焊接设备中温度可耐260℃（10s）。

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【经验】Littelfuse SiC MOS管让光伏逆变器峰值效率高达99%

以10kW三相光伏逆变器为例，在逆变电路中采用littelfuse 1200V/80mΩ的SiC MOS管（LSIC1MO120E0080）和650V/40A的IGBT单管相结合，开关频率由16kHz提高至50kHz。在输出三相交流400V时，其最大输出电流可达18A，峰值效率高达99%，功率密度达到1Kw/L，有效的提高了整机效率和功率密度。

2019-02-26 - 设计经验代理服务技术支持现货查询批量订货

可实现能量最优转换的IGBT功率模块

尺寸为82mmx59mmx16mmMiniSKiiP 3 功率模块，适用于工业驱动及嵌入式驱动等领域。受到工程师的一致好评！

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新一代基于SLC技术的薄型封装——中功率逆变器的最佳伙伴

VINco E3为VINCOTECH推出的一款满足新工业标准的薄型中功率变频器封装，采用了SLC技术，具有更高的功率密度和可靠性，可广泛应用于工业驱动、光伏功率设备和UPS设备中。

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针对光伏发电系统逆变器，世强元件电商推荐Vincotech的IGBT模块、Renesas的IGBT单管、Wolfspeed的MOSFET、Wolfspeed的SiC二极管、Littelfuse的Sic MOSFET、PI或Silicon Labs的驱动IC、Renesas的驱动光耦、WIMA的滤波电容、Melexis的电流传感器等产品。

2018-06-02 - 器件选型