【经验】SiC-MOSFET功率管C2M0045170P在1500V光伏并网逆变器上的应用

2019-04-01 WolfSpeed
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直流1500V光伏发电系统较1000V系统在成本和能效方面有很大的提升,将会是未来几年光伏电站的装机首选。采用直流1500V光伏发电系统,前级可以省略DC/DC单元,减少器件数量,节约成本。同时,由于系统直流侧提升到1500V,相同容量下系统电流降低,线路损耗减少,整个系统的效率上升。光伏发电系统的核心部件 – 并网逆变器,为了降低器件应力和提升效率,多采用三电平结构,如图1所示。在该结构中,功率管器件应力为母排电压的1/2,较之两电平结构有很大的下降。

图1. 三电平光伏并网逆变器系统结构


光伏发电系统直流侧提升到1500V后,整个系统的电气间距、原材料耐压水平、器件选型都应该做相应的调整。以功率部件为例,传统的直流1000V光伏系统,采用三电平结构,功率器件通常选择阻断电压1200V的器件,这样保证有母排电压的1/2的2~3倍的耐压水平。同样的,对于直流1500V系统,也应选择更高阻断电压的功率器件。笔者在此处推荐WOLFSPEED公司生产的SiC-MOSFET器件:C2M0045170P该器件在全工作温度范围内漏源阻断电压最小1700V,连续导通电流可达72A,导通电阻仅45mΩ(典型值,VGS =20V,I= 50A,25℃),而且作为SiC功率器件有许多硅基功率器件无法比拟的优点。

图2. 采用TO247-4封装的C2M0045170P

C2M0045170P采用新型低阻抗TO247-4封装,如图2所示,该种封装结构导致源栅极引线杂散电感大大降低,由此优化了开关损耗,进一步提高开关频率极限;总栅极充电电荷188nC,易于驱动;输出电容仅171pF,反向恢复电荷2uC,关断时反向电压、开关损耗较低,有利于降低器件的耐压,同时提高了变换器效率和产品的可靠性;反向恢复时间仅44ns,可提供更宽的开关频率选择;工作结温-40~150℃,且结壳热阻仅0.22℃/W(典型值),较高的结温温度和优良的散热能力,可减少并网逆变器热失控的风险,有利于设备长期稳定的运行。

SiC-MOSFET应用在光伏并网逆变器中,可进一步提升开关频率,减小后级滤波器的尺寸,优化系统效率。伴随着SiC-MOSFET器件成本的降低,将更广泛的在光伏系统中应用。



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波导隔离器定制

可定制波导隔离器频率覆盖5.5GHz~110GHz,插损损低至0.25dB、隔离度、正向方向功率、封装尺寸参数。

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压力传感器定制

可定制板装式压力传感器支持产品量程从5inch水柱到100 psi气压;数字输出压力传感器压力范围0.5~60inH2O,温度补偿范围-20~85ºС;模拟和数字低压传感器可以直接与微控制器通信,具备多种小型SIP和DIP封装可选择。

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授权代理品牌:接插件及结构件

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授权代理品牌:部件、组件及配件

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授权代理品牌:电源及模块

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授权代理品牌:电子材料

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授权代理品牌:仪器仪表及测试配组件

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授权代理品牌:电工工具及材料

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