【应用】基于T型三电平模块的高效率光伏逆变器解决方案

时间： 2017-11-20 来源：世强作者：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

如需详细参数，请登录世强元件电商平台下载对应型号的datasheet。

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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

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vincent1005 Lv7. 资深专家 2017-12-13

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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

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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	SUB-TOPOLOGY	PRODUCT LINE	VOLTAGEIN（V）	CURRENTIN(A)	MAIN CHIP TECHNOLOGY	HOUSING FAMILY	HEIGHTIN（mm）	ISOLATION
V23990-K429-A40-PM	IGBT功率模块	CIB-KE-NTC	MiniSKiiP® PIM 3	1200	75	IGBT4	MiniSKiiP® 3	16	Al2O3

选型表 - VINCOTECH 立即选型

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产品型号	品类	产品状态	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	PIM+PFC(CIP)	600V	4A	17mm	IGBT RC	flow 0B