【应用】国产SiC二极管IV1D12040U3助力20KW光伏逆变器设计,效率提升99%

2022-01-23 世强
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随着全球不可再生资源的过度消耗,越来越匮乏,寻找新能源替代成为重中之重,随着我国光伏发电的成熟应用,光伏发电、储能已成为新能源的代名词,光伏逆变器又分为集中式、组串式、微型式三种,其中组串式顾名思义是将多个光伏组件组成到一起提高发电功率,在通过一个光伏逆变器并网发电。


组串式光伏逆变器的应用场景分为商用和户用,单体逆变器的功率的大不相同,组串式逆变器相比其他类似逆变器,具有更高效、安装便捷、应用范围广等特点深受广泛用户喜爱,光伏逆变器的发展趋势有以下几点:

1、针对地面大型电站,逆变器的单体功率越来越多,目前有开发出功率高达250KW的光伏逆变器;

2、系统拓扑随着电压系统而变化,目前主流是1KV和1.5KV系统,主功率还是以BOOST+T/ I型三电平为主;


                                                         图1  组串式光伏逆变器主功率拓扑图


未来光伏逆变器的技术发展宗旨是提升逆变器的转换效率和功率密度,从技术上则是通过增加多电平变换来提供开关频率,两电平、三电平、五电平等高频化是趋势,但是技术上的努力是有限的,还是需要从基础功率器件上做文章,目前光伏逆变器主流厂家大部分都已经在批量应用采用SiC二极管来替代MPPT部分Si二极管做续流,甚至尝试在逆变部分采用Sic MOS来替代IGBT做功率变换,提升开关频率,实现高效化、高频化、高功率密度。


如上图1,是一个三相20KW的光伏逆变器拓扑图,该设计中前级升压部分采用SiC肖特基二极替代Si二极管,PV输入有1路,MPPT电压范围是200-800V,开路电压1000V,  Sic二极管的选型方法如下:

1、计算二极管的电流:

1)计算每一路MPPT最大输入电流为:I=P/U=20000W/1000V=20A;

2)  计算额定功率下流过二极管的电流:I=P/(U*n)=20K/750*1=26.6A;

2、确定二极管的最大反向耐压,该组串式光伏逆变器是以1000 V系统为主,所以选择1200 V耐压的二极管;


然后选择一款合适的SIC二极管来做光伏逆变器的Boost升压电路的续流二极管,根据以上计算可知需要选择1200V 40A的Sic二极管,本设计采用瞻芯电子推出的1200V、TO247-3封装的碳化硅肖特基二极管IV1D12040U3助力20KW光伏逆变器设计,具有以下几点优势:

1、反向重复峰值电压VRRM为1200V,具有足够的耐压余量,保证器件不会超电压应力风险;

2、正向持续电流IF为40A@151℃,满足额定功率下电流需求,且有一定余量,应对过载工况;

3、具有低反向漏电流和零反向恢复时间,可大幅降低开关损耗,提高开关频率,减少器件数量体积,节约成本;

4、且开关特性不受温度影响,最大结温为 175°C,更适合高温应用场景如光伏逆变器户外高温工作场景;

5、正向导通电压 VF典型值为1.56V, 且为正温度系数,减小导通损耗,提高系统效率;

6、相比Si二极管的差价,Sic二极管给系统性能提升情况来看,总体效益远远超过两类器件的价差,Sic二极管更适合光伏逆变器的应用。

                                                              图2  IV1D12040U3封装和电路图


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原厂动态    发布时间 : 2024-07-13

Product Brochure SiC Power Semiconductor and IC Solution

型号- IV2Q12040BD,IV1B12009HA2L,IV1D12030BD,IV2Q07014T4Z,IV1Q12050D7Z,IVST12017MA1L,IV2Q12100BD,IV1Q12017T4ZG,IV1Q12160T4Z,IVST12080DA1L,IVCR2405DR,IV2Q12040T4Z,IV1D06020BD,IVCR1412SR,IV2Q12013T6Z,IV2Q06060BD,IV1Q12080T3Z,IV2Q171R0BD,IVCO1A01DQR,IV1Q12750T3,IV2Q12030D7Z,IV1D12015BD,IV2Q07014BA,IV2Q07014BD,IV2Q12160T4Z,IV1D06006F5,IVCO1A01DR,IV1B12013HA1L,IVSM12040HA2Z,IVSM07060HA2Z,IV2Q12200T4Z,IV2Q06060L1,IV1D06010O2,IVCO1A02DWR,IV1Q12030BDG,IV1Q12080T4Z,IV1Q12750BD,IV2Q171R0T3,IVCC1102DR,IV1Q06060BDG,IV2Q12040K1Z,IV1D06020T2,IV3D12060U3,IV1Q12050T3,IV1D12020T2,IV1Q12080BD,IV1Q12050T4,IVST12050SA1L,IVCR2504DR,IV1Q12017BDG,IV1D06006BD,IV1D06004O2,IV1D12020T3,IV1Q06060D7G,IV2Q12160BD,IVCR2402DR,IV2Q12160D7Z,IV2Q06040BD,IV2Q12017BD,IV1D12040U3Z,IVCR1801ASR,IVCO1A02DWQR,IV2B12003HA2L,IV1D06020U3Z,IV1Q06040T4Z,IV2Q12017BA,IV3D12030U3,IV1Q06060T4ZG,IV2Q12013BD,IV2Q12013BA,IV1D12010O2,IVCC1102F4AR,IVCO1412DDWQR,IVST12040DA1L,IV1D06010T2,IVCR1401DR,IV2Q0606003Z,IV1Q12080T3,IV1D12020BD,IV1D12040U3,IV1D06004P3,IV1Q12080T4,IV3D12015T2,IV2Q12080D7Z,IVCR2404MPQR,IV2Q06025BD,IVTM12080TA1Z,IV2Q17020T4Z,IV2Q06040L1,IV3B20023BA2,IV2Q20045BD,IV3D12030T2,IV2D12002BD,IVCO1A02DQR,IV1D12005BD,IVSM12080HA2Z,IVCC1104F4AR,IV2Q06025T4Z,IV2Q06040T4Z,IV2Q06060O3Z,IV1Q06060T4G,IV1D12040T2,IV2Q12100D7Z,IV2Q171R0D7Z,IV2Q06025L1,IVST12050MA1L,IVST12160DA1L,IVCR2403DR,IV1Q06040BD,IV1Q12160T3,IV1Q12160T4,IV1B12025HC1L,IV1Q12017BAG,IV2Q12200D7Z,IVO1411DDWQR,IV2Q20045T4,IV2D12020T2,IV2Q12200BD,IV2Q06060T4Z,IV2Q12030T4Z,IV2Q12040D7Z,IV2D12020BD,IV1D12040BD,IV6212004HA2,IV1Q06060T3G,IVCR1407ASR,IV1Q12050BD,IV1Q12017T4G,IV1D12010T2,IVCR1402DPQR,IV1D06004F5,IV2B12006HA1L,IV1Q06040T4,IV1Q06040T3,IV1D06010BD,IV1Q12160BD,IV1Q12750O3,IV1Q06040L1,IV1Q12160D7Z,IVCC1104DR,IV2Q12080BD,IV2Q175S0BD,IV2Q06025D7Z,IV6212004HB2,IVSM06025HA2Z,IVST12017SA1L,IV1D20020T2,IV1D12030U3,IV1D06004BD,IV1D06006O2,IV2D12020D2Z,IV2Q06040D7Z,IV2Q12017T4Z,IVCR2404DR,IV2Q06060D7Z,IVCO1A01DWR,IV1Q12030T4G,IV2Q17020BD,IV3D12020T2,IV1D12010BD,IV2D12002P2,IV2Q12030BD,IVST12120DA1L,IV2Q12080T4Z,IV1D06020U3,IVCO1A01DWQR,IV1D12030T2,IVCO1A02DR,IVHD122M1TA2Z,IV1D06006P3,IV1Q12050T4Z,IVCR2404MPR,IV1D12010P2Z,IV2Q12100T4Z,IV1D0601002,IVCR1401DPR,IV1Q06060L1G,IV2Q12080K1Z,IV1Q12080D7Z,IV2Q171S0BD,IV1D20020BD,IV1D12015T2,IV2D12002O2,IVSM12160HA2Z,IV1D12005O2,IV2Q171S0S1

商品及供应商介绍  -  瞻芯电子  - March 2024 PDF 英文 下载

【方案】125kW(1500VDC系统)光伏逆变器优选器件方案

描述- 本方案基于 1500VDC 系统,提出了在 BOOST 电路采用高集成度对称式 BOOST 模块,内置全 SiC MOS 和二极管,以提高开关频率和减小升压电感体积。在逆变电路采用 NPC 拓扑结构,耐压高达 2400V,在满足1500V 系统耐压需求的基础上,采用了低耐压的 IGBT,实现了较高的开关频率,有利于光伏逆变器实现更高的效率和更小的体积。

型号- TFLEX HD300,C3M0065090D,C2M1000170D,10-F124NID150SH03-LG18F98,10-F124NIE150SH03-LG28F98,RA-8565SA,PS9402,MLX91208,10-F124NIX150SH03-LGX8F98,28R1101-000,28R0610-000,LSIC2SD120E30CC,28R1476-100,92ML,TPCM780,RC12-6-01LS,SMBJ18CA,KT05-1A-BV88622,28R1953-000,28B0141-000,WGM110,R5F56514FDLJ,WM 4C,C4D30120D,10-FY09S2A065ME-L869L08,SID1152K,SI8621BD-B-IS,SI8261BCD-C-IS,SID11X2K

优选器件方案  -  WEIDMUELLER,LITTELFUSE,LAIRD,SILICON LABS,CREE,RENESAS,VINCOTECH,STANDEX-MEDER,II-VI MARLOW,EPSON,PI,ROGERS,MELEXIS  - V1.1 PDF 中文 下载

时科碳化硅肖特基二极管Q-SSC20120-T,光伏逆变器、开关电源和新能源汽车充电桩的最佳选择

在电子设备的设计和应用中,选择合适的碳化硅肖特基二极管是确保电路性能和可靠性的关键步骤。时科的碳化硅肖特基二极管又有什么优势呢?本文中时科小编将详细介绍Q-SSC20120-T碳化硅肖特基二极管及其性能优势,帮助工程师朋友更好地了解这款产品的卓越之处。

产品    发布时间 : 2024-07-12

芯众享面向光伏及储能领域推出碳化硅肖特基二极管和碳化硅MOSFET产品,电流范围10~40A可选

芯众享面向光伏及储能领域推出了碳化硅肖特基二极管、碳化硅MOSFET产品。其中碳化硅肖特基二极管已经在工商业光伏逆变器、组串式光伏逆变器、微型光伏逆变器领域广泛应用。

原厂动态    发布时间 : 2023-08-07

HI-SEMICON(深鸿盛)碳化硅肖特基二极管选型表

目录- 碳化硅肖特基二极管   

型号- SC3D10065E,SC3D04065E,SC3D12065A,SC3D10065A,SC3D04065I,SC3D02065A,SC3D06065E,SC3D30065H,SC3D08065A,SC3D06065A,SC3D10065I,SC3D04065A,SC3D08065E,SC3D16065A,SC3D06065I,SC3D16065H,C3D02065I,SC3D20065D,SC3D50065H,SC3D20120D

选型指南  -  HI-SEMICON  - 2022/9/28 PDF 中文 下载

碳化硅肖特基二极管的优势及应用

肖特基二极管,又称热载流子二极管,通过金属和半导体接触(肖特基接触)形成肖特基势垒,实现整流。与普通PN结二极管相比,肖特基二极管的反向恢复惯性非常低。因此,肖特基二极管适用于高频整流或高速开关。碳化硅(SiC)是一种高性能的半导体材料,基于SiC的肖特基二极管(SiC Schottky Diode)具有更高能效、更高功率密度、更小尺寸和更高的可靠性,可以在电力电子技术领域打破硅的极限。

技术探讨    发布时间 : 2024-07-04

【产品】DFN8*8紧凑表贴封装的650V SiC二极管,高度仅1mm,帮助实现更紧凑、高能效设计

为了帮助工程师设计密度更高,效率更高的功率转换级,泰科天润(GPT)推出了DFN8*8的紧凑型表面贴装型号,涵盖650V 4A/6A/8A/10A/15A的产品可供选择。产品包括G5S06504QT,G5S06506QT,G5S06508QT,G5S06510QT,G4S06515QT。

新产品    发布时间 : 2020-02-27

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品牌:瞻芯电子

品类:碳化硅肖特基二极管

价格:¥105.0000

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品类:碳化硅肖特基二极管

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品牌:瞻芯电子

品类:碳化硅肖特基二极管

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品类:碳化硅肖特基二极管

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品类:碳化硅肖特基二极管

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品类:碳化硅肖特基二极管

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品类:碳化硅肖特基二极管

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品类:碳化硅肖特基二极管

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品牌:UnitedSiC

品类:SiC Schottky Diode

价格:¥17.3229

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品类:SILICON CARBIDE SIC SCHOTTKY DIODE

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品类:SILICON CARBIDE SCHOTTKY DIODE

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品牌:CALY Technologies

品类:SILICON CARBIDE SCHOTTKY DIODE

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品类:CATHODE SILICON CARBID

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品牌:UnitedSiC

品类:SiC Schottky Diode

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品类:SILICON CARBIDE SCHOTTKY DIODE

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品类:SILICON CARBIDE SIC SCHOTTKY DIODE

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贴片LED二极管/灯珠定制

可定制LAMP LED、 CHIP LED、 PLCC LED、 汽车用车规级LED、COB LED的尺寸/电压/电流等参数,电压1.5-37V,电流5-150mA,波长470-940nm。

最小起订量: 30000 提交需求>

贴片灯珠定制

可定制单色光灯珠、双色灯珠、全彩灯珠、发光二极管、贴片灯珠、贴片LED等产品,尺寸:0.6*0.3mm-3.2*2.7mm,波长:405-940nm,亮度:24-750mcd,电压:1.5-3.5V。

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