【应用】基于IGBT功率模块10-FZ06BIA045FH-P897E的无变压器单相太阳能逆变器设计

时间： 2018-09-03 来源：Vincotech

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VINCOTECH（威科）公司能够为太阳能应用提供广泛的功率模块，下面介绍了基于Vincotech IGBT功率模块 10-FZ06BIA045FH-P897E的无变压器单相太阳能逆变器的应用支持信息，该模块能够输出6kW的输出功率，但效率优化的额定功率为3kW。无变压器单相太阳能逆变器的拓扑与功能：调整太阳能弦线的最大功率点（MPP）；逆变为正弦输出电流和电压。

当太阳能电压低于电网电压峰值时，升压变流器是有效的。在这种情况下，助推器（T5，D8，9）为光电伏打太阳能电池（PV）设置MPP。当PV MPP电压达到线路的峰值时，旁路二极管（D7）降低了升压级损耗。MPP的调节必须由输出H桥逆变器控制，升压器的输出是直流环节电压，由电容器（C4）滤波。这种电容器应该是高切线三角形电容器和电解电容器的并联组成。高频电容器必须靠近模块引脚放置，以限制MOSFET（T2和T4）关断时的过电压发射，而电解电容器的尺寸应为50Hz~100Hz功率波动。

H桥采用不对称单极调制方式工作，不对称H桥的高侧应由50Hz半波驱动，取决于电源的极性，而相反的低侧被PWM调制以形成正弦信号。10NF陶瓷电容器（C5）应放置在靠近高侧晶体管的栅极发射极引脚处，以消除由于低侧晶体管的快速切换而导致的交叉导通。高侧栅极上的负栅极关断电压也可以提高开关性能，应该选择低侧栅极驱动电阻器来调节MOSFET开关的速度。

单相无变压器逆变器拓扑

电感器L1和L2用于差模（DM）和共模（CM）电压滤波器。两者都具有双绕组，每一个都在两个相位连接中。然而一个电感器在一个相连接中与相反的绕组方向连接。以这种方式，电感的利用比单绕组电感器和增量电容器变得更有效，同时仍然保持线路和DC链路之间的共模电压噪声到更低的水平。

如果输出电流感测放在电感器（L1）之前，测试电流将是输出电流与电网和CM（共模）电流的总和。因此在L1之前，必须使用两个电流感测并将其置于输出线上，对电网的输出电流是由两个电流的总和决定的。

具有分裂绕组的双电感和波形

对于一个决定性的模块设计，以下问题是必须的：低电感在直流环节和快速开关功率晶体管的感测触点。由引线键合、布局和模块钉扎引起的内部电感必须被最小化，这意味着升压电路中的DC+和DC引脚以及输出逆变器必须按照标准允许彼此靠近。

在IGBT或MOSFET开关ON/OFF时，引线键合的寄生电感将降低栅极信号。这可能导致晶体管中的振荡或至少增加开关损耗。直接连接在晶体管芯片的源极或发射极焊盘上的电流无感线将消除这个问题。这只有模块技术才是可能的。

flowSOL 0 BI (TL) Boost电路+混合逆变器

IGBT功率模块10-FZ06BIA045FH-P897E技术参数：

·MOSFET（600 V/45ΩΩ）+SiC整流器的升压电路

·最大功率旁路二极管（超过额定功率时）

·50A／600 V IGBTs+SiC整流器高侧和低侧MOSFET（600 V/45ΩΩ）H桥

·温度传感器

试验条件：

·PIN＝2kW

·fPWM＝16kHz

·VPV＝300V

·VDC＝400V

输出逆变器的模拟结果

模块（增压器+逆变器）的总效率为98.8%，这表明总的效率包括无源元件，98%的效率是可以达到的。

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全部评论（7）

秋天以北 Lv7. 资深专家 2018-10-29

学习了
咿咿呀呀 Lv4. 资深工程师 2018-10-23

学习了
我的名字 Lv7. 资深专家 2018-10-21

学习学习
守猪待兔 Lv7. 资深专家 2018-09-03

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Jackie0078 Lv8. 研究员 2018-09-03

学习啦

胖胖熊 Lv8. 研究员 2018-09-03

不错，学习了
luosai Lv8. 研究员 2018-09-03

学习了！

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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