【经验】教你采用SiC MOSFET设计高效率有源电力滤波器（APF）
电力电子装置的广泛应用，在电力系统中产生了大量的电力谐波。谐波会造成电能的生产、传输和利用效率降低，同时也会对通信设备和电子设备会产生严重的电磁干扰等，有源电力滤波器(APF)是一种有效的谐波治理设备。
有源滤波器是通过外部信号采集系统实时采样电网中电流信号，通过内部芯片的计算，采集的信号进行分析，分离出其中的谐波部分，通过功率单元产生一个与该谐波大小相等相位相反的补偿电流，实现谐波的滤除。图1所示为APF主功率框图：
图1、APF主功率框图
APF可以补偿的谐波次数与其内部开关频率有关，开关频率越高，可补偿的谐波次数也就越高。为了尽可能提高开关频率，现有产品通常是采用I型三电平拓扑，功率器件采用650V耐压的IGBT，以实现较高的开关频率。但是三电平拓扑电路存在控制复杂、功率器件数量太多且IGBT在高频开关时损耗较大等问题。
新型开关器件SiC MOS的出现，可以很好的解决上述问题。一方面无需采用复杂的三电平拓扑，仍采用两电平拓扑电路，功率器件数量少、控制策略成熟；另一方面SiC MOS管具有良好的开关特性，开关频率高达100kHz以上，开关损耗低，效率高。下面以LITTELFUSE推出的80mΩ/1200V的SiC MOS管（LSIC1MO120E0080）为例，介绍其在高性能APF中的应用。图2为littelfuse的SiC MOS管示意图：
图2、Littelfuse SiC MOS管示意图
其主要优势特征如下：
1、宽禁带，耐压高达1200V，导通电阻80mΩ，在100℃时稳态电流可达25A。
2、栅极电荷低至95nC，开关损耗很低，开关频率可运行到100kHz以上。
3、应用在新一代高性能APF中，可有效提高开关频率和谐波补偿次数，同时可以进一步减小整机体积，提高效率。
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