【应用】基于T型三电平模块的高效率光伏逆变器解决方案

2017-11-20 世强 zyliuliu
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在光伏发电行业,效率的提升可以直接带来更高的经济效益,提高效率一直是光伏逆变器发展的方向标。本文详细介绍了可以提供高效率的光伏逆变器拓扑结构和功率器件,包括T型三电平拓扑和IGBT模块


光伏逆变器的设计目标

1、对光伏电池输出进行最大功率跟踪,使光伏逆变器得到最大的输入功率;

2、降低光伏逆变器损耗,提高效率;

3、实现更高的集成度,增强整机稳定性。


图1所示为光伏逆变器逆变电路拓扑图:

 

图1:光伏逆变器逆变电路拓扑


典型的光伏逆变器是由BOOST升压电路实现对光伏电池输出的最大功率点跟踪,然后通过逆变电路完成直流电逆变为可以并网的交流电。常用的逆变电路的拓扑结构主要有:两电平、I型三电平、T型三电平,拓扑分别如图2所示:

   


图2:三种逆变拓扑图


对三种逆变拓扑进行热损耗测试,得到结论如图3所示:

 

图3:三种逆变拓扑损耗对比


由图3可以看到,两电平逆变拓扑由于开关频率较低、电流谐波大等原因,其滤波电感和功率器件的开关损耗都很高,整体损耗最大;I型三电平拓扑由于存在中点钳位二极管,其功率器件的导通损耗相对较高;而T型三电平在三种逆变拓扑中损耗是最低的。

虽然T型三电平在三种逆变拓扑中损耗是最低的,但T型三电平具有复杂的拓扑结构和更多的功率器件,这会给系统设计带来很多困难,尤其表现在功率器件之间的电气连接、EMC设计和结构布局等方面。研发工程师希望使用更少的器件数量、优化的拓扑结构和容易安装的封装来设计可靠的产品。


解决方案


针对上述问题,VINCOTECH推出了一系列的T型三电平模块,其结构紧凑,将多个分立器件(包括IGBT、二极管以及NTC电阻等器件)集成到一个模块中,减少了功率器件之间连线的寄生阻抗。如图2所示:


 

图4:T型三电平模块原理图


由图2可以看到,Vincotech T型三电平模块主要有以下几点优势:


1、T型三电平拓扑结构可以使光伏逆变器达到更高的效率;

2、驱动回路与主功率回路分别从不同的管脚分别引出,减少了IGBT主功率回路对驱动回路的电磁干扰;

3、通过对模块内部的绑定线,管脚布置以及内部走线进行优化设计,降低了模块内部的寄生电感,从而实现直流母线环路的低电感设计;

4、模块还内置了NTC温度检测电阻,可以实时监测模块的温升,保证模块的可靠运行。


Vincotech T型三电平模块常用型号如表1所示:


表1


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  • 电子界的搬运工 Lv6. 高级专家 2018-12-19
    学习了
  • 国丰 Lv7. 资深专家 2018-08-21
    学习了!
  • 有爱有力量 Lv7. 资深专家 2018-02-03
    学习到了,很有用
  • 小旋风 Lv7. 资深专家 2017-12-19
    很不错哦
  • vincent1005 Lv7. 资深专家 2017-12-13
    收藏学习了
  • Jamie Lv7. 资深专家 2017-12-05
    东西很不错,收藏了
  • 妍妍 Lv5. 技术专家 2017-12-03
    知识很好
  • 一头笨牛 Lv8. 研究员 2017-11-22
    收藏
  • 嘿仔 Lv6. 高级专家 2017-11-20
    学习学习
  • sniper Lv3. 高级工程师 2017-11-20
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产品型号
品类
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拓扑
电压(V)
电流(A)
模块高度 (mm)
晶圆工艺
封装
10-0B06PPA004RC-L022A09
SiC功率模块
Series production
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600V
4A
17mm
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