【经验】1200V/160A IGBT功率模块在50KW光伏逆变器中损耗、效率仿真
光伏逆变器是把太阳能电池板的直流电转换成交流电的一种装置。目前国内厂家都在致力于生产高效可靠的光伏逆变器。而光伏逆变器的效率又取决于核心元器件的损耗,这些损耗会使元器件发热,这些关键器件主要包括功率器件(IGBT、Mosfet)、磁性元器件(电感、变压器)、为了保证这些器件均工作在安全的温度下,散热设计至关重要。本文将基于10-FY12NMA160SH01-M820F18三相50kw光伏逆变器为例,介绍IGBT模块对逆变器散热性能的影响。
10-FY12NMA160SH01-M820F18(以下简称M820)是VINCOTECH的flowMNPC 1系列的一款1200V/160A IGBT功率模块。该系列功率模块采用混合电压NPC拓扑结构,采用IGBT4技术,低杂散电感设计。
M820模块较为常见,此模块能够解决T型三电平高度集成化,同时相对单管能够提升产品可靠性,效率也会有所提升。因此前期的损耗、效率仿真显得尤为重要,对于估算散热器和IGBT结温有很大的帮助。在50KW光伏逆变器中进行损耗、效率仿真来看看M820在应用中的最终效果。
图1:M820 芯片结构图
对于T型三电平来讲,boost chip 和buck chip 【半桥为buck chip,中间横管为boost chip】的损耗显得尤为重要。利用Vincotech ISE进行仿真,主要计算出相应的损耗,及对应的效率。
由于光伏逆变器主要工作于PF=1,但也会工作于PF=0.8。
当PF=1时,仿真结果如下:
此时输出功率、损耗、效率如下:
当PF=0.8时,仿真结果如下:
此时输出功率、损耗、效率如下:
小结:
从上述仿真数据可知,使用Vincotech的10-FY12NMA160SH01-M820F18 IGBT在光伏逆变器应用中无论是PF=1或PF=0.8的情况下,其均有比较高的效率和低的损耗。因此应用这款IGBT可以很好地满足光伏逆变器对于高效率及良好散热的设计需求。
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tomy Lv4. 资深工程师 2024-07-09大功率应用了解了,谢谢分享。
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风之月 Lv6. 高级专家 2021-12-10学习
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LouBing Lv7. 资深专家 2018-06-16大功率应用 不错
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VINCOTECH-IGBT功率模块选型表
VINCOTECH提供以下技术参数的IGBT功率模块产品选型,VOLTAGEIN:600-1800V,CURRENTIN:4-1800A
产品型号
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品类
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SUB-TOPOLOGY
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PRODUCT LINE
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VOLTAGEIN(V)
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CURRENTIN(A)
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MAIN CHIP TECHNOLOGY
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HOUSING FAMILY
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HEIGHTIN(mm)
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ISOLATION
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V23990-K429-A40-PM
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IGBT功率模块
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CIB-KE-NTC
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MiniSKiiP® PIM 3
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1200
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75
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IGBT4
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MiniSKiiP® 3
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16
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Al2O3
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选型表 - VINCOTECH 立即选型
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VINCOTECH功率模块选型表
VINCOTECH提供以下技术参数的功率模块产品选型,提供PIM模块,6管(sixpack)模块,半桥(Half-Bridge)模块,全桥(H-Bridge)模块,I型三电平(NPC)模块,T三电平(MNPC)模块,升压(Booster)模块,电力电压模块等数十种拓扑的IGBT模块选型,电压范围600-1600V,电流范围4-1800A。
产品型号
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品类
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产品状态
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拓扑
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电压(V)
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电流(A)
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模块高度 (mm)
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晶圆工艺
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封装
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10-0B06PPA004RC-L022A09
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SiC功率模块
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Series production
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PIM+PFC(CIP)
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600V
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4A
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17mm
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IGBT RC
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flow 0B
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选型表 - VINCOTECH 立即选型
Vincotech(威科) 比PIM更灵活、更经济的七管封装IGBT模块
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型号- 10-F0127PA015SC-L158E09,FLOW7PACK 0,10-F0127PA025SC-L159E09,10-F0127PA008SC-L156E09
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定制液冷板尺寸5mm*5mm~3m*1.8m,厚度2mm-100mm,单相液冷板散热能力最高300W/cm²。
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