【应用】50~100kVA 380Vac三电平APF/SVG驱动方案——采用NPC I型三电平专用数字驱动核C-Core
【行业背景】
近年来新能源发电，智能电网，轨道交通，新能源汽车等产业的迅速发展，接入电网的相关电力电子设备越来越多，非线性负荷的大量应用造成的电网内电压电流谐波畸变问题日趋严重。于此同时，随着城乡经济发展，家庭电力负荷急剧增加，末端电压低，负荷不平衡等无功问题突出。APF(有源电力滤波器)/SVG（静止无功发生器）作为新一代有源谐波/无功补偿设备，得到大量应用。
随着产品“高功率密度，低系统成本”的应用需求，模块化的APF/SVG产品成为发展趋势，基于NPC I型三电平逐渐成为业内主流的拓扑结构。
目前主流针对380Vac配网的模块化APF/SVG的机型按额定补偿电流分为：25A，50A，75A，100A，150A。
【系统方案】
方案优势
传统的APF/SVG，采用两电平IGBT模块，存在效率低，体积大，成本高的缺点，基于NPC I型的三电平系统方案成为未来发展趋势，可以带来以下好处：
●降低开关系统热损耗，提高系统效率4-5%
●提高开关频率，减小滤波器体积，降低近30%
●降低系统成本10-20%
系统拓扑
图1 NPC I型三电平APF/SVG系统图
IGBT模块选型：英飞凌EasyPACK封装模块：F3L100R07W2E3_B11，F3L150R07W2E3_B11 (单管或者并联)
注：该系列APF/SVG还可选用英飞凌EconoPACKTM4封装模块：F3L200R07PE4，F3L300R07PE4，具体参考《50~100kW 380Vac三电平储能逆变器驱动方案》
驱动挑战：NPCI型三电平拓扑方案虽然有上述优势，但是在驱动技术层面存在两大技术难点：
1，内外管关断时序问题 任何情况下，外管优先于内管关断，尤其是在短路故障或者欠压故障情况下。
2，驱动功率大 为了提高APF高次谐波补偿效果，往往需要提高开关频率（最大可达25kHz），单路驱动功率最大可达2W。
【驱动方案】
针对上述应用场合以及行业痛点，飞仕得Firstack采用NPC I型三电平专用数字驱动核C-Core，专门针对EasyPACKTM模块开发了相应的驱动方案，C-Core 驱动核是针对中小功率 NPC I 型三电平逆变器开发的专用智能 IGBT 驱动 核，基于 Firstack 数字驱动技术，解决了 NPC I 型三电平模块应用中错误时序，关断尖峰过大，并联均流等复杂问题。产品具有体积小，应用方便，可靠性高等特点，广泛应用于 APF/SVG，UPS，组串式光伏逆变器等电力电子产品。 C-Core 是双通道驱动核，外围应用电路简单，客户无需在调试驱动核上投入精力， 即可安全可靠的驱动 NPC I 型三电平 IGBT。
图2 C-Core产品图
技术优势：
●智能时序管理OS 解决故障条件下关断时序问题
●4W/20A 强大的驱动能力，最大支持25kHz开关频率应用
注：该模组的具体方案资料全部公开，详见《应用手册》和《设计资料》，基于该设计资料，可以缩短工程师近50%的研发周期。
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飞仕得（Firstack）IGBT驱动器选型指南
目录- 企业简介 IGBT驱动核 即插即用驱动器 碳化硅驱动器 功率模组 双脉冲测试设备 功率模组分析仪 仿真平台VPowerSIM
型号- 6A62-3L-NR,ED-WP-ANPC-FF1800R17IP5,MBN1200H45E2-H,GD400FFX65P3S,TIM1000ECM33-PSA011,FF450R07ME4,VPOWERSIM,2MBI1400VXB-170E-50,ST1500GXH24,TG3000SW45ZC-P200,FF600R12ME4,2MBI600NXE-170-50,4FSC0210,2FSC300C17+,TIM1200ASM45,GD600HFL170C6S,FF450R33TE3,2MBI450VN-170-50,PM0538-N,5SNA1200G3301,FF900R12ME7_B11,CM800HC-66H,ED-WP,FPS008TI062IA001,FF600R17ME4,FZ1500R33HE3,2FSD0115+,TG600HF17M1-S300,5SND0500N330300,CM1500HC-66R,ED-WP系列,SGM400PB7B1TFM,5SNA1200G450350,1MBI1600U4C-170,YMIF1200-45,6FSC08110,ED0215,2MBI800XNE120-50,A0-VS122PA690M7-L759F70,FZ1500R33HL3,2FSD0420-EDC,2MBI800XNE-120-50,FF1000R17IE4,HV10110D,FZ1200R45KL3_B5,TG1000HF17H1-S300,ED0438E,2FSC0210H-DB,FF450R17ME4,FPI-2FSC0210H-DB-A5,SKM1400GB17R8,TG600HF12M1-S3A00,SEMIX603GB12E4P,2FSD0320T+,CM1200HC-66H,HMV10126,TIM1500ESM33-PSA012,F3L150R07W2E3_B11,SKM1000GB17R8,2MBI1400VXB-120P-54,CM450DX-24T1,2FSD0410-62C,CM300DX-34T,FPI-C-CORE-S-DB-A2,FF1800R12IE5,TIM1200ASM45-PSA011,300C17,HV1027P,5SNA1200E330100,F3L300R07PE4,1FSD08110,FF450R12ME4,FF1800R17IP5,FPS005TI062IA002,SKM300MLI066TAT,FZ2400R17HE4,SEMIX603GB12E4IP,5SNA1500E330305,CM1200HG-90R,2FSD0338,FS400R07A1E3,1MBI2400VD-170E,FF900R12ME7,FPI-C-CORE-S-DB-B3,FS-L-500,2MBI800U4G-120,FZ1600R17HP4,PM110TRP,GD300MLT60C2S,2FSC0410-SIC,2FSC1050,2FSC0435+,FF300R17KE4,APM0438-13H,GD1500SGL330A4S,ED64-2-E,FF1400R12IP4,HP1-39J-A,4FSC08110,PM124-ANPC,PM140,CM600DX-34T,ED-WP-FF1000R17IE4,CM1200DW-34T,1FSD215,PM0438IP5-245G,C-CORE,FF1400R17IP4,2MBI1400VXB-170P,TIM500GDM33-PSA011,TG400FF08S2-S3A00,2MBI600VN-170-50,2FSC0210L-DB,SK08110,FF1400R17IP4,SKM300GB17E4,PM124-NPC,GD450HF120C6S_G8
【产品】NPC I型三电平专用带时序管理的IGBT数字驱动核C-CORE，强大驱动能力4W/27A
飞仕得推出的C-CORE驱动核是基于Firstack数字驱动技术，针对采用NPC I型三电平IGBT的低压中小功率逆变器开发专用智能驱动核，适用于阻串式光伏、APF/SVG、UPS、储能逆变器、变频电源等产品。C-CORE驱动核为双通道，驱动能力强大：4W/27A，最大支持40kHz的开关频率应用。
基于C-Core的34mm/62mm封装驱动方案
描述- 本手册介绍了基于C-Core驱动核的34mm/62mm封装驱动方案，适用于多种逆变器拓扑。方案包括适配板A-Ccore-118G-01，具有体积小、应用简单、可靠性高等特点。手册详细说明了关键参数、机械尺寸、引脚定义、主要功能、使用步骤及注意事项，并提供订购信息和技术支持。
型号- FF300R12KT3,FF450R12KT4,FF150R12RT4,FF600R12KE4,A-C-CORE-118G-01
【产品】针对中小功率逆变器开发的专用IGBT驱动核C-core-s，2W/5A，最大支持20kHz的应用
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【产品】适用于阻串式光伏、APF/SVG、UPS、储能逆变器、变频电源的智能驱动核C-Core
C-Core驱动核是基于Firstack（飞仕得）数字驱动技术开发的智能驱动核，应用灵活，针对中小功率 I型三电平、T型三电平、34mm＆62mm Advantage系列模块、EconoPACKTM封装模块、EasyPACKTM封装模块等都有完整的解决方案，大量现场应用实例，适用于阻串式光伏、APF/SVG、UPS、储能逆变器、变频电源等产品。
【产品】针对中小功率NPC三电平逆变器开发的专用智能IGBT驱动核D-Core，基于Firstack数字驱动技术
飞仕得D-Core驱动核是针对中小功率NPC三电平逆变器开发的专用智能IGBT驱动核，基于Firstack数字驱动技术，解决了NPC三电平模块应用中错误时序，关断尖峰过大，并联均流等复杂问题。产品具有体积小，应用方便，可靠性高等特点，广泛应用于APF/SVG，UPS，组串式光伏逆变器等电力电子产品。D-Core 是双通道驱动核，外围应用电路简单，无需在调试驱动核上投入精力。
基于C-Core的F3L300R07PE4驱动方案
描述- 本手册介绍了基于C-Core的F3L300R07PE4驱动方案，包括其关键参数、机械尺寸、引脚定义、主要功能说明、使用步骤及注意事项。该方案适用于英飞凌三电平EconoPACKTM4封装模块，具有短路保护、欠压保护、NPC I三电平故障时序保护等功能，并支持温度采集。手册还提供了订购信息、技术支持及联系方式。
型号- F3L200R07PE4,A-C-CORE-129A-01,A-C-CORE-129A-0,F3L300R07PE4,C-CORE*2+A-C-CORE-129A-01*1
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描述- 本报告对基于C-Core的FF450R12KT4驱动进行了关断电压尖峰测试、双脉冲测试和短路测试。测试结果显示，内外桥臂杂感存在差异，内桥臂可在两倍额定电流下正常关断，外桥臂最大关断能力为670A。双脉冲测试中，各参数正常，死区满足1us要求。短路测试中，内外桥臂下管均可在短路工况下安全关断IGBT，短路电流为额定电流的5倍，关断尖峰未超过模块最大耐压值。
型号- C-CORE*2+A-C-CORE-118G-01*1,FF450R12KT4
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C-Core 驱动核是飞仕得针对中小功率逆变器开发的专用智能IGBT驱动核，可适用于两电平，T型三电平，NPC I型三电平等多种拓扑。在 NPC I型三电平应用中，基于Firstack数字驱动技术，解决了NPC I型三电平模块应用中错误时序，关断尖峰过大等问题。产品具有体积小，应用方便，可靠性高等特点，广泛应用于 APF/SVG，UPS，组串式光伏逆变器等电力电子产品。
现货市场
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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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