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

时间： 2019-02-26 来源：世强

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SiC MOS管,SiC MOSFET,LSIC1MO120E0080,Littelfuse

众所周知，目前光伏电站采用的逆变器以组串式光伏逆变器为主，其拓扑结构由boost升压电路和T型三电平逆变电路组成，如图1所示：

图1：组串式光伏逆变器拓扑框图

其中，BOOST升压电路，目前主流的器件选型为SiC MOS管+SiC二极管，其开关频率达到50kHz，效率也已经做到99%以上。而逆变电路的功率开关器件目前还是以IGBT为主，其拓扑结构如图2：

图2：逆变电路拓扑图

目前的光伏逆变器采用的T型三电平逆变拓扑，其功率器件Q1、Q2使用1200V耐压IGBT，Q3、Q4使用600V耐压IGBT，其开关频率通常设置为16kHz，峰值效率一般可以做到98.5%。受IGBT在开关时有比较大的拖尾电流的限制，其开关频率较低，功率密度和效率也不能进一步提高。

从boost电路中我们可以看到，SiC器件可以提高开关频率，基于T型三电平逆变电路中限制开关频率提高的功率器件主要是1200V耐压的IGBT，本设计采用LITTELFUSE SiC MOS管替代传统的IGBT，可以在提高开关频率的同时提升功率密度和整机效率。图3是一款1200V/80mΩ的SiC MOS管，其型号为LSIC1MO120E0080：

图3：LSIC1MO120E0080结构图

该SiC MOS管的耐压为1200V，在壳温为100摄氏度时额定电流可达25A，栅极电荷低至95nC，开关频率可高达100kHz以上，且具有很低的开关损耗。

我们以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。

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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

WEIDMUELLER,LITTELFUSE,LAIRD,SILICON LABS,WIMA,RENESAS,VINCOTECH,STANDEX-MEDER,II-VI MARLOW,WOLFSPEED,PI,ROGERS,MELEXIS,SGMICRO - 优选器件方案 - V2.1

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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

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

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型号- YJD212080TLG1,YJD206520TLGH,YJD212060TLGH

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