新型逆变器优化光伏系统设计

ESBT

ESBT 是应用于太阳能的一种新型高电压快速开关器件，它兼顾了IGBT 和MOSFET 的优点，不仅电压耐量高于MOSFET，而且损耗小于快速IGBT器件。美高森美即将推向市场的ESBT 太阳能升压斩波器模块集成了碳化硅二极管和ESBT， 面向5千瓦至20千瓦的超高效率升压应用。其电压耐量为1200V， 集电极和射极间饱和通态电压很低 （接近1V），优化开关频率在30千赫至40千赫之间，可选择单芯片模块或双芯片模块封装。实验表明，这种功率模块比目前市场上对应的IGBT模块减少40% 的损耗。根据6千瓦的参考设计实验结果，此模块在50%至满负载之间，转换效率比最快的IGBT器件要提高至少0.6个百分点。因此，在碳化硅全控器件的价格下降到可接受的范围之前，对于超高效率的太阳能功率变换应用，ESBT将是开关器件的不二之选。

图5 ： ESBT 升压斩波模块。

旁路二极管

位于太阳能逆变器前端的旁路二极管，严格来说虽然不属于逆变部分，但是作为太阳能发电设备的一部分，对于逆变器运行乃至整个系统的可靠性也至关重要。美高森美新针对此应用推出两款新产品：LX2400和SFDS1045。LX2400融入了最新的散热封装技术—CoolRUNTM工艺，无需散热器，通过10A电流时温升小于10？C。 以30年稳定运行为目标的可靠性设计保证了100uA以下漏电流，20A 的稳态电流能力，和双向抗闪电功能。其最大特点是业界最低温升。SFDS1045是新一代肖特基二极管，也是迄今为止业界最薄的旁路二极管，只有0.74mm厚度并置于玻璃封装之下，特别适合直接应用于太阳能板。另外其独特的柔韧铜引脚具有卫星应用级别的可靠性。

结论

提高转换效率和降低成本是太阳能逆变器设计的长期课题，也是工程设计人员面临的最大挑战。本文以如何设计优化的新一代太阳能功率变换系统出发，讨论了集中式太阳能逆变器的设计原则，典型拓扑结构和开关器件的选型方法。阐述了设计工程师如何运用器件，电路与系统各个层次上的新技术优化逆变器系统设计的方案。实践证明，美高森美的多个相关新产品能够从多个方面优化系统性能，为太阳能逆变器市场提供了高效，可靠，经济的系统解决方案。