【应用】新型并联拓扑结构的功率模块开关,专门为太阳能逆变器应用而设计

2018-12-13 Vincotech
IGBT并联开关MOS-FET,10-FZ06NPA070FP-P969F,10-F007NIA030SM-P965F,Vincotech IGBT并联开关MOS-FET,10-FZ06NPA070FP-P969F,10-F007NIA030SM-P965F,Vincotech IGBT并联开关MOS-FET,10-FZ06NPA070FP-P969F,10-F007NIA030SM-P965F,Vincotech IGBT并联开关MOS-FET,10-FZ06NPA070FP-P969F,10-F007NIA030SM-P965F,Vincotech

为了追求更高的效率,创新拓扑通常被考虑用于开发新的功率转换产品。由于先进的功率模块技术与提高效率的要求相结合,所以利用率更高。以下是具有并联MOS-FET——IGBT开关的功率模块拓扑结构,专门用于新的高效太阳能应用。


具有IGBT的并联开关MOS-FET

该组件在效率上提出了两方面改进:

1. 通过将开关的静态损耗转移给IGBT以及将开关的动态损耗转移给MOS-FET,可以在高负载范围内提高效率。

2. 通过将静态和开关损耗都转移给MOS-FET,可以在轻负载范围内提高效率。


图1 MOS-FET与IGBT并联

MOS-FET导通速度快,关断有延迟,因此开关损耗分配给MOS-FET。MOS-FET还将以低功率传输电流,从而消除IGBT的一个PN结压降,而在最大负载条件下IGBT将承担大部分开关损耗。 在低负载时,IGBT完全不导通,因此在整个功率范围内消除了尾电流损耗。通过这种拓扑结构可以提高总体负载效率和最大负载效率。


栅极控制

在接通时,由于MOS-FET可以更快,并且接管整个组件的开关损耗,MOS-FET的栅极与IGBT栅极直接并联。但是在关断时,必须延迟MOS-FET避免IGBT的关断损耗。对于这个时机掌握,有不同的可能性:

1. 通过两个驱动器分离栅极信号:

对两个栅极的独立访问可以提供最大的灵活性,并且可以实现最佳效果。延迟到MOS-FET的关断驱动信号采用了开关的最大优点。

2. 通过单个驱动器分离栅极信号:

下面的简单电路可以实现最佳性能。



图2 分离栅驱动器


3. 单栅极连接

对于功率模块,优点是可以提供与标准开关兼容的引脚解决方案。这种情况下缺点在于存在额外的栅极引脚。这种方法由以下栅极控制拓扑支持。



图3 单栅极连接驱动器


MOSFET的栅极电阻包含在功率模块中。与单独的栅极电路相比,动态性能相差极小。


4 直接连接:

可以直接连接栅极。使用标准栅极驱动器电路可以仅减少开关损耗,这将显著降低总动态损耗。但也可能产生3级栅极信号并使用具有更高阈值电压的IGBT。IGBT将在第2级电压时关断,而MOS-FET将在0V栅极电压关断之前接管电流,这种方法有一个缺陷是阈值电压有相对的高容差。


新拓扑的想法

并联的想法可用于所有基于IGBT的拓扑结构,在这种拓扑结构中开关损耗非常高,并且每个MOS-FET拓扑结构都具有显着的静态损耗。对于太阳能应用,要特别关注下面的拓扑结构:



图4:增压器+混合逆变桥

对于额定功率> 7kW且直流电压高于600V的应用,NPC拓扑结构将发挥重要的作用。 一个案例是下面的拓扑结构,它可以作为一个集成功率模块被采用。


图5:集成在10-FZ06NPA070FP-P969F功率模块中的NPC拓扑

 

由于MOS-FET的二极管的固有特性被禁用,利用1200V二极管将传输无功电流。当MOS-FET的寄生电容在关断时充电,与高压FRED连接的抑制二极管会保护IGBT免受反向电流的影响。在下文中,将VINCOTECH模块10-F007NIA030SM-P965F39-45mΩ CoolMOSTM(实线)与10-FZ06NPA070FP-P969F进行比较,该P969-F使用99mΩ CoolMOSTM与PTIGBT(虚线)并联。f=16kHz,PN=10kW。

图6 效率比较:混合NPC(实线)VS混合、并联NPC(虚线)


通过更高电压开关的使用,下面3级逆变器拓扑结构可以进一步提高效率:


图7 高电压NPC


在较高的功率情况下,这种电路效率可达99%。由于中性点箝位的存在,使用MOSFET几乎可以达到制动器的下行电压。由于MOSFET的体二极管的限制,无功功率的处理受到限制。下面电路是推荐的替代方案:


图8 具有无功负载能力的高压NPC


中性点钳位中的开关可以是MOS-FET或IGBT或两者都有。

 

结论

通过MOS-FET和IGBT的并联,可能在最高电平实现恒定的效率。由于半导体工艺选择标准和栅极驱动技术的复杂性,这种众所周知的并联技术的开发受到阻碍。使用先进的功率模块技术更经济高效。支持并联思想的功率模块可作为标准产品提供,也可以定义为定制组件,未来的无功功率方法也已经纳入其中。

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型号- 80-M2122PA200M7-K709F70,10-FZ06NIA030SA-P924F33,10-EY126PA100M7-L198F78T,80-M2122PA150M7-K708F70,V23990-P829-F10-PM,V23990-P600-I19-PM,V23990-K201-A-PM,10-FU127PA025SC-L159E06,V23990-P630-A40-PM,10-PZ122PB100SH-M819F28Y,V23990-P849-A59-PM,10-FY07NBA100SM-M506L48,V23990-P543-D138-PM,70-W212NMA300SC-M208P,10-FY07ZAA080CR02-L445B13,10-PG06PPA050SJ01-LH54E08T,10-PZ07NIA075S5-P926F53Y,10-E212PMA015M7-L186A78Z,V23990-P586-A20-PM,10-PC06PPA010SB-M683B06Y,V23990-P543-B129-PM,10-PY07HVA100S5-L986F08Y,10-E1126PA025M7-L858F78Z,V23990-P638-A40-PM,10-FY07NMB150S5-LE75F08,V23990-P629-F73-PM,10-F1126PA050M7-L828F09,V23990-P705-F-PM,10-FY12PMA035M7-P589A78,10-EZ066PA050SA-L855F38T,10-FY07ZAA015SM-L512B28,10-P1126PA035M701-L827F19Y,10-F124NID150SH03-LG18F98,10-EY12PMA035SC-L188A48T,80-M212PMB050M7-K740A71,10-F112PMA015M7-P587A79,V23990-P864-F49-PM,10-PY073AA050RG02-LK14L03Y,V23990-K232-F-PM,10-F006PPA015SB-M684B,10-FY07NIA200RG-L366F63,V23990-P629-L81-PM,10-PG06PPA050SJ02-LH94E08T,10-FZ07BVA030S5-LD45E08,10-PG12NAB008MR04-LC59F46T,V23990-P544-C29-PM,30-P2126PA100M7-L289F79Y,10-FZ07NIA060SM-P926F43,10-F1127PA050SC-L169E09,30-P2126PA075SC-L288F09Y,80-M212PMA035M7-K220A70,10-PG06PPA030SJ01-LH52E08T,V23990-P545-C38-PM,V23990-P829-FY-PM,V23990-P849-A49Y-PM,10-FZ07BVA020SM-LD44E08,10-FZ07NBA075SM-P916L58,80-M3122PA400SC-K830F40,10-PY074PA100SM-L583F08Y,10-FZ063BA040MF-M575L08,10-PZ06NPA070FP01-P969F10Y,10-PY124PA020MR03-L227F38Y,V23990-P629-L58Y-PM,70-W212NMA600SC-M200P,V23990-P849-A59Y-PM,10-PH07N3A030S5-M894F98T,10-E212PMA025M7-L187A78Z,10-FY07HVA050RG-L984F88,V23990-P718-G-PM,30-PT07NIA320RV-LE06F68Y,V23990-P869-F49-PM,10-PZ12NMA080SH01-M260FY,V23990-P600-I09-PM,10-F012NME080SH-M910F09,V23990-K239-F-PM,V23990-K243-A-PM,10-FY12M3A025SH-M746F08,10-EY12PMA025SC-L187A48T,V23990-P585-C20-PM,V23990-P861-F49-PM,80-M2126PA050M7-K718F70,V23990-P629-F48-PM,V23990-K242-A-PM,10-PZ06NIA075SA-P926F33,V23990-P543-B28-PM,30-F212R6A100SC01-M449E10,V23990-P635-A-PM,10-F112R6A015SC01-M438E18,V23990-P546-A28-PM,V23990-P849-A49-PM,10-F112R6A035SC-M439E08,80-M112PMA025M7-K200A80,30-PT07NAA300S501-LF64F58Y,20-1B06IPB004RC01-P952A45,30-F206R6A150SB01-M445E10,10-PG12NAC008MR02-LC69F36T,10-F112M3A040SH-M749F09,10-FZ06NRA041FS02-P965F68,V23990-P649-H-PM,V23990-K220-A41-PM,80-M1126PA010M7-K217F70,10-FZ07BIA030SM02-P894E58,10-F1126PA075SH-L829F49,80-M212PMA025I7-K229A90,30-P2126PA150SH-L280F49Y,30-FT12NMA160SH-M669F08,10-FY074PA020CR-L582F78,10-FZ06NRA060FU-P967F08,10-PF12NMA080SH08-M260F98T,30-FT07NIB200SG02-L965F08,10-FY07NPA200SM02-L366F08,10-PY07BVA050S5-LF45E18Y,10-EY12PMA050M7-L189A78T,30-P212PMA050M7-L888A79Y,10-0B126PA004SC-M997F09,80-M3122PA300SC-K839F42,V23990-P586-A20Y-PM,V23990-K202-A-PM,10-PZ12NMA080SH04-M260F13Y,70-W212NMC600SH01-M700P,V23990-P629-L83-PM,V23990-K427-A40-PM,10-EZ12PMA015SC-L928A08T,10-0B166BA028SC-M989G09,10-FY07BIA041MF-M528E68,10-PY07BIA050SM-M523E38Y,V23990-P545-A29-PM,V23990-P543-C28-PM,10-F0127PA025SC-L159E09,V23990-P840-A58-PM,70-W624N3A1K2SC01-L400FP10,10-F112R6A050SC-M430E08,V23990-P546-A38-PM,20-1B06IPB010RC02-L815A49,V23990-P868-F49Y-PM,10-FY07BVA050S5-LF44E18,V23990-P546-B28-PM,10-FY12NMA080SH-M427F,V23990-P700-F44-PM,10-E1126PA035M7-L859F78Z,10-P006NPA070FP-P969F09Y,V23990-P840-A58Y-PM,80-M2122PA300M7-K700F70,V23990-P706-F-PM,V23990-K238-F-PM,10-F112R6A015SC-M438E08,10-F1126PA100M7-L820F09,10-PZ074PA075SM-L625F08Y,10-P1126PA050M7-L828F09Y,10-FZ07NBA075SG10-M304L58,V23990-P840-C59-PM,80-M3166BA140SC02-K489G40,80-M312PMA150M7-K420A82,10-R106PPA020SB01-M934A,V23990-K439-F40-PM,80-M212WPA050M7-K750F70,10-PY07NPA200SM02-L366F08Y,30-FT12NMA200SH01-M660F18,10-PZ06NRA075FU-P969F08Y,V23990-P849-C49-PM,10-FY07NIA150S5-M516F58,V23990-P580-A47-PM,10-FZ06BIA083FI-P896E,10-P0166BA050RW-LD59G09Y,80-M3122PA300M7-K839F70,80-M2126PA100M7-K710F70,10-FZ071SA100SM02-L526L18,10-FZ126PA035M7-P860F78,10-FZ12PMA015M7-P840A28,10-0B066PA020SB-M995F09,V23990-P867-F49-PM,10-EZ066PA030SA-L854F38T,V23990-P623-F24-PM,V23990-P630-A44-PM,V23990-P765-A-PM,V23990-P545-A39-PM,10-PZ07ANA100RG02-LK39L88Y,10-PZ06O2A030FW-LH02J08Y,V23990-P544-B128-PM,10-PY126PA016ME-L227F13Y,20-1B06IPB004RC-P952A40,10-FZ06NPA070FP01-P969F10,10-F0122PB100SC03-M819F19,10-FZ06NIA050SA-P925F33,70-W212NMC400SH01-M709P,10-RZ126PA035SC-M620F41,10-FZ06NBA110FP-M306L28,10-FZ06NRA084FP03-P969F78,V23990-P868-F48-PM,V23990-P840-A48-PM,10-FZ06NBA041FS01-P915L78,10-F007NIA030SM01-P965F49,10-FZ062TA099FS05-P980D68,80-M3126PA100M7-K828F70,10-FZ07LBA100SM03-L705L08,10-FY074PA100SM-L583F08,V23990-P708-F40-PM,V23990-P623-F58-PM,10-PZ123BA080MR-M909L28Y,30-F212R6A075SC01-M448E10,10-PY126PA040MR-L226F28Y,V23990-P585-A20Y-PM,80-M3122PA400M7-K830F70,10-PY074PA100SM01-L583F18Y,10-PY124PA080FV-L589F88Y,10-PZ123BA040MR01-M909L68Y,20-FB12IPA008SC-L239C08Y,10-PZ06NRA041FS02-P965F68Y,10-FY07HVA050S5-L984F08,70-W212NMA400SC-M209P,V23990-P546-C29-PM,10-FY074PA040CR-L581F78,10-F006PPA010SB-M683B,10-EZ12PMA010M7-L927A78T,V23990-K229-A41-PM,70-W212NMA600NB02-M200P62,V23990-P825-F-PM,V23990-P707-F40-PM,10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Vincotech(威科)Use alternative supplier for capacitors(41-2018)

描述- (41-2018)Use alternative supplier for capacitors.

型号- V23990-P740-F-PM,V23109-S2411-X501,20-1B12IPA015SC-L579F09,S30814-Q582-A,10-FZ06NPA045FP-P967F,10-PZ06NPA070FP01-P969F10Y,20-1B06IPB004RC02-P952A41,10-PY124PA020MR03-L227F38Y,V23109-S2421-X1,10-FY062TA040FP-M544I78-/3W/,20-FB12IPA008SC-L239C08Y,V23109-S2441-Y3,20-1B12IPA008SC-L239C09-/3/,20-1B06IPB010RC03-P955A65-/3/,V23109-S2441-R030,10-FZ06NRA069FP02-P967F68,V23109-S2441-Y301,V23109-S2411-X5,20-PB06INA004SA03-P951A25Y,50-CX126PA035SC-M379F41,10-FZ06NPA045FP01-P967F10,20-1B06IPA006MC06-P950A37-/3/,20-FB06IMA015RC-L234C08Y-/3/,10-PZ06NRA084FP02-P969F68Y,20-PB06IPA004MF04-P952A25Y,S30814-Q555-A,S30814-Q616-A,S30814-Q639-A,V23990-P679-F27-PM,20-FB12IPA008SC02-L239C13Y,10-FZ06NRA069FP03-P967F78,20-FB12IPA008SC-L239C08Y-/3/,V23109-S2421-D020,S30814-Q688-A,V23109-S2421-Y201,V23990-P749-F10-PM,S30814-Q663-A,S30814-Q648-A,20-1B06IPB010RC03-P955A65,S30814-Q667-A,S30814-Q508-A,20-1B06IPB004RC-P952A40,10-FZ06NPA070FP01-P969F10,V23990-P740-F10-PM,20-1C12IBA015SH-LB18A08,20-PB06IPA010MF03-P955A25Y,V23990-P749-F-PM,20-1B06IPB010RC01-P955A45-/3/,10-FZ06NBA110FP-M306L28,10-PZ06NRA084FP03-P969F78Y,10-FZ06NRA084FP03-P969F78,V23109-S2421-X101,V23990-P679-F-PM,20-1B06IPB010RC-P955A40,20-1B06IPB010RC02-L815A49,10-FZ06NBA084FP-M306L48,10-PZ06NRA069FP02-P967F68Y,V23109-S2411-Y101,S30814-Q671-A,V23109-S2411-R030,V23990-P110-A-PM,20-1B06IPB010RC02-L815A4,10-P006NPA070FP-P969F09Y,20-1B12IPA008SC-L239C09,S30814-Q638-A,V23990-P110-A11-PM,10-PY06BIA050FP01-M523E28Y-/3/,10-FZ06NRA084FP02-P969F68,10-PZ06NPA070FP-P969FY,V23109-S2421-B020,V23109-S2421-Y2,20-1B06IPB010RC-P955A40-/3/,V23109-S2411-D020,20-1B06IPB004RC01-P952A45,S30814-Q664-A,S30814-Q685-A,10-PZ06NRA069FP03-P967F78Y,20-1B12IPA015SC-L579F09-/3/,20-TB12IPA008SC-L239C08,10-F006NPA070FP-P969F09,10-FZ06NPA070FP-P969F,V23109-S2421-R030,V23109-S2411-Y1,20-1B06IPA006MC05-P950A35-/3/,20-1B06IPB010RC01-P955A45,S30814-Q683-A,10-FZ06NBA084FP10-M306L38

2018年10月05日  - VINCOTECH  - 产品变更通知及停产信息 代理服务 技术支持 采购服务

【产品】采用IGBT5技术的NPC功率模块,太阳能逆变器和UPS应用首选

flowNPC 0 IGBT耐压值高达1200V,比MNPC模块成本低10%。

2017-08-21 -  新产品 代理服务 技术支持 采购服务

Vincotech(威科)discontinuation of Rohm 600 V S60xxTCSFSAGG SiC SBD series(PCN-15-2019)

描述- Rohm ‘S6004’ 600 V SiC SBD will be replaced by Rohm ‘S6204’ 650 V SiC SBD.

型号- 10-PZ06NRA084FP02-P969F68Y,10-F006PPA020SB01-M685B10,10-R106PPA020SB01-M934A,10-FZ06NPA070FP-P969F,10-F006NPA070FP-P969F09,10-F007NRA050SG-P966F09,10-PZ06NRA041FS02-P965F68Y-/3/,10-FZ06NPA045FP-P967F,10-FZ06NRA084FP02-P969F68,10-FZ06NRA041FS02-P965F68

2019年4月24日  - VINCOTECH  - 产品变更通知及停产信息 代理服务 技术支持 采购服务

【产品】采用并联开关的功率模块,太阳能逆变器/UPS首选

Vincotech flowNPC 0 PAR功率模块将MOSFET和IGBT并联,实现了低成本高开关速度。

2017-07-28 -  新产品 代理服务 技术支持 采购服务

Vincotech(威科) 功率模块10-F007NIA030SM-P965F39 数据手册

描述- 该资料为Vincotech公司生产的10-F007NIA030SM-P965F39型号NPC逆变器模块的技术规格书。文档详细介绍了该模块的电气特性、热特性、隔离特性、典型值、封装信息和订购代码等。

型号- 10-F007NIA030SM,10-F007NIA030SM-P965F39

2016年06月17日  - VINCOTECH  - 数据手册  - Revision 1 代理服务 技术支持 采购服务

10-FZ06NPA070FP-P969F/10-F006NPA070FP-P969F09 10-PZ006NPA070FP-P969FY/10-P006NPA070FP-P969F09Y

描述- 该资料详细介绍了Vincotech公司生产的几种电力电子器件,包括10-FZ06NPA070FP-P969F、10-F006NPA070FP-P969F09、10-PZ06NPA070FP-P969FY和10-P006NPA070FP-P969F09Y型号。这些器件主要用于太阳能逆变器(Solar inverter)和不间断电源(UPS)。资料包含了器件的最大额定值、特性曲线、热阻、绝缘性能等详细信息。

型号- 10-P006NPA070FP-P969F09Y,10-FZ06NPA070FP-P969F,10-F006NPA070FP-P969F09,P969F,P969F09,10-PZ06NPA070FP-P969FY,P969F09Y,P969FY

2018/03/30  - VINCOTECH  - 数据手册  - Revision: 6 代理服务 技术支持 采购服务

Vincotech(威科) 功率模块10-FZ06NPA070FP-P969F数据手册

描述- 该资料为FZ06NPA070FP元器件的初步数据表,介绍了其技术规格、特性值、典型电路图和热阻等详细信息。内容包括最大额定值、工作温度范围、绝缘性能、开关特性、反向恢复能量损失、开关时间、功率损耗等。

型号- 10-FZ06NPA070FP-P969F,FLOWNPC 0 PAR,FZ06NPA070FP,P969F

2014年08月01日  - VINCOTECH  - 数据手册  - Revision: 5 代理服务 技术支持 采购服务

最新基于IGBT 5的模块 提高效率和降低成本

描述- 本文介绍了基于第五代IGBT Trenchstop™技术的flowNPC模块,该模块旨在提高效率和降低成本。文章比较了两种拓扑结构——半桥和NPC,并强调了NPC在性能和总系统成本方面的优势。此外,还提供了不同型号的flowNPC产品信息和IGBT 5的特点。

型号- 10-FY07NPA150SM02-L365F08,10-PY07NIB080SM03-L095F03Y,10-FY07NPA200SM02-L366F08,10-PY07N3A015SM-M892F08Y,30-FT07NIB300S502-LE06F58,10-FY07NPA150SM01-L364F08,30-FT07NIB200S502,10-PY07N3A050SM-M896F04Y,10-FZ07NIA060SM-P926F43,10-PY07N3A030SM-M894F08Y,10-F007NIA030SM01-P965F49,10-FY07NIA150S5-M516F58,10-F007NIA030SM-P965F39,10-FZ07NIA075SM-P926F58,10-FZ07NIA100S502-P927F58

2017/09/25  - VINCOTECH  - 数据手册 代理服务 技术支持 采购服务

News Release FOR IMMEDIATE RELEASE Vincotech(威科) Rolls Out New NPC Modules

描述- Vincotech推出新型NPC模块,采用IGBT H5技术,具备高速度和低饱和电压的特点。这些模块适用于太阳能、不间断电源和储能系统等应用,具有低寄生电容的组件,支持快速开关。产品分为flow 0和flow 1两种外壳,提供不同电流等级的选项。

型号- 10-FY07NPA150SM02-L365F08,10-FY07NPA200SM02-L366F08,10-F007NIA030SM01-P965F49,FLOW3XNPC 1,FLOW 0,10-F007NIA030SM-P965F39,10-FZ07NIA060SM-P926F43

May 19, 2015  - VINCOTECH  - 商品及供应商介绍 代理服务 技术支持 采购服务
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