介紹一種用于高效率太陽(yáng)能逆變器的新型緊湊型功率模塊

在大多數下，DC-AC title=逆變器是一個(gè)將直流(DC)電壓變換為交流(AC)電壓的部件。 href=" 2008-06/439943.htm" target=_blank>逆變器 的拓樸是基于一個(gè)由太陽(yáng)能電池直接饋電的全橋 title=電流流過(guò)的路叫做電路電路 拓樸，如圖１。   <<版權聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內容來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )，如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正�！�

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圖１ 具有全橋電路的太陽(yáng)能逆變器   <<版權聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內容來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )，如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正�！�

    然而，當太陽(yáng)能電池的 電壓 較低或變化較大時(shí)，在太陽(yáng)能電池板后插入一個(gè)升壓變換器，就能給全橋電路提供一個(gè)恒定的DC電壓，如圖2。   <<版權聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內容來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )，如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正�！�

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圖2 具有升壓斬波器和全橋電路的太陽(yáng)能逆變器   <<版權聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內容來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )，如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正�！�

    全橋電路也可以簡(jiǎn)化成一個(gè)相臂與一個(gè) 電容 分壓器的組合。但是，與全橋電路相比較，在同樣的輸出功率下，相臂承受2倍的電流 。功率模塊具有非常對稱(chēng)的設計，只要將橋式電路的2個(gè)相臂并聯(lián)就能很地形成一個(gè)具有2倍電流容量的相臂。   <<版權聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內容來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )，如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正�！�

    在本文中，只考慮全橋電路拓樸。系統的尺寸﹑性能﹑可靠性和成本都很重要，但逆變器的效率是最關(guān)鍵的參數。使太陽(yáng)能逆變器獲得的最高效率，不僅是節約寶貴能量所的基本要求，而且對于降低電力生產(chǎn)的成本也是至關(guān)重要的。達到目標，全橋電路采用單極開(kāi)關(guān)DC－AC逆變器拓樸。使輸出濾波器 最小化，   <<版權聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內容來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )，如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正�！�

全橋的下臂開(kāi)關(guān)工作在高 頻率 ，而上臂開(kāi)關(guān)則工作在輸電線(xiàn)頻率。采用這種工作模式，逆變器既具有高頻率運行的優(yōu)點(diǎn)，而全橋電路中又只有2個(gè)開(kāi)關(guān)存在開(kāi)關(guān)損耗，2個(gè)開(kāi)關(guān)只有傳導損耗 的可忽略不計。   <<版權聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內容來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )，如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正�！�

    將這些功率器件集成在采用了最先進(jìn)技術(shù)的扁平緊湊型封裝內，為最高輸出功率達10 kW的高功率密度和高可靠性的逆變器提供方案。   <<版權聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內容來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )，如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正�！�

    2. 用于全橋電路方案的功率模塊系列   <<版權聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內容來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )，如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正�！�

    2個(gè)功率模塊系列專(zhuān)門(mén)為2個(gè)主AC電網(wǎng)提供600V和1200V的模塊，并能滿(mǎn)足太陽(yáng)能電池的寬范圍電壓。能以一個(gè)具有競爭力的價(jià)格，為工作頻率在15 k title=Hz（hertz）赫茲 href=" 2007-01/410067.htm" target=_blank>Hz ~ 50 kHz的范圍提供最小型緊湊的方案，優(yōu)先采用 title=絕緣柵雙極晶體管 href=" 2006-03/399173.htm" target=_blank>IGBT 技術(shù)。在高頻率工作的下臂開(kāi)關(guān)采用快速的NPT IGBT 器件。   <<版權聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內容來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )，如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正�！�

而在輸電線(xiàn)頻率工作的上臂開(kāi)關(guān)則采用具有最低飽和電壓降的溝槽（Trench ）和場(chǎng)終止（ Fi title=ELD--電致發(fā)光顯示器 href=" s185/2009-03/454638.htm" target=_blank>ELD stop） IGBT器件。實(shí)現全橋電路中下臂器件和上臂的低導通損耗器件的快速轉換是的，不過(guò)通常 title="" href=" 2007-08/423312.htm" target=_blank>反相 是通過(guò)給快速器件提供驅動(dòng)，并避免置于全橋下臂時(shí)的浮動(dòng)位來(lái)完成的。   <<版權聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內容來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )，如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正�！�

    ，提高逆變器的效率，這類(lèi)新型模塊中的二極管 是與功率晶體管 相匹配的。高速﹑軟恢復的M IC ros title=電磁干擾 href=" 2007-07/418365.htm" target=_blank>EMI DQ系列二極管能與上臂的IGBT并聯(lián)，與下臂的快速的IGBT組合，降低恢復損耗。具有低正向電壓降的二極管在輸出零交叉時(shí)，保護下臂的IGBT。這些最新二極管的應力要遠遠小于的二極管，已用于高頻的反向恢復，由此可以降低電流額定值，有利于減小尺寸和降低成本。建議在節省空間的緊湊型SP1 和SP3封裝中采用600V﹑30A ~100A和1200V﹑15A ~50A 的二極管，如表1。   <<版權聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內容來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )，如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正�！�

    目前已提供采用CoolmosTM 器件的600V產(chǎn)品，該產(chǎn)品可以工作在更高的開(kāi)關(guān)頻率，并使開(kāi)關(guān)損耗和導通損耗最小化。   <<版權聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內容來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )，如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正�！�

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表1：采用SP1和SP3 封裝的全橋模塊列表   <<版權聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內容來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )，如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正�！�

    3. 用于完整的升壓和全橋的逆變器電路   <<版權聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內容來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )，如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正�！�

      3.1  用于升壓和全橋電路逆變器的單個(gè)模塊   <<版權聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內容來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )，如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正�！�

    當太陽(yáng)能電池的電壓變化很大時(shí)，用一個(gè)升壓變換器給全橋電路提供一個(gè)被了的DC 電壓(400V~800V)是非常有道理的。使整個(gè)逆變器方案能給出一個(gè)最強的適應性，優(yōu)先選擇由2個(gè)模塊組成的套件，其中一個(gè)模塊用作升壓開(kāi)關(guān)，另一個(gè)模塊則用作全橋開(kāi)關(guān)。
一個(gè)完整的逆變器要使用一個(gè)升壓電路級和全橋電路，會(huì )有２個(gè)單獨的封裝，首先優(yōu)化每一個(gè)封裝的尺寸和性能當然是非常重要的，但是這些優(yōu)化也適合于２個(gè)模塊的裝配。
達到目的，優(yōu)先選擇用SOT227封裝的3KVA模塊升壓開(kāi)關(guān)和用SP1封裝模塊全橋的組合，如圖３。

    SOT 227的底座是25.4mm x 38.1mm，而SP1封裝的底座是40.8mm x 51.6mm。２種封裝的高度都是12mm，可以并排地安裝在同一個(gè)散熱器上，并與同一個(gè)印制電路板進(jìn)行聯(lián)線(xiàn)。SOT227提供螺絲接口端子，而SP1則通過(guò)焊接 管腳引線(xiàn)來(lái)進(jìn)行聯(lián)結。   <<版權聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內容來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )，如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正�！�

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圖3a  采用SOT227封裝的升壓級 (P<3KW)   <<版權聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內容來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )，如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正�！�

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Fig.3b  采用SP1封裝的全橋電路 (P>3KW)   <<版權聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內容來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )，如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正�！�

    當輸出功率大于3KVA時(shí)，選擇SP1封裝的模塊用作升壓開(kāi)關(guān)和SP3封裝模塊用作全橋開(kāi)關(guān)的組合，是最好的方案，如圖4。   <<版權聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內容來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )，如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正�！�

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圖4a采用SP1封裝的升壓級 (P>3KW)   <<版權聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內容來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )，如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正�！�

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圖4b采用SP3封裝的全橋電路 (P>3KW)   <<版權聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內容來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )，如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正�！�

    當達到最高輸出功率時(shí)，輸入升壓級和輸出全橋模塊都采用SP3封裝。   <<版權聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內容來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )，如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正�！�

    與SP1封裝的40.8mm x 51.6mm底座相結合，SP3占據的面積是40.8mm x 73.4mm。SP1模塊和SP3模塊的高度都是12mm，而且可以用波峰焊聯(lián)結在同一個(gè)印制電路板上。   <<版權聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內容來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )，如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正�！�

    使磁性元件尤其是升壓 title=電感 href=" 2006-07/404778.htm" target=_blank>電感 最小化，升壓變換器在高頻率下工作，其典型值是100 kHz。對于600V的應用，CoolmosTM器件在高頻率下給出最好的性能。目前已提供采用SOT227封裝的45 mΩ模塊和采用SP1封裝的24 mΩ模塊產(chǎn)品。這些產(chǎn)品中的匹配二極管都是最新的DQ軟 title=快恢復二極管（簡(jiǎn)稱(chēng)FRD）是一種具有開(kāi)關(guān)特性好、反向恢復時(shí)間短特點(diǎn)的半導體二極管 href=" 2007-05/417670.htm" target=_blank>快恢復二極管 。對于高電壓的應用，升壓級工作在高頻率，那么MOSFET是最好的選擇。隨著(zhù)MOSFET電壓的，器件的導通 title="" href=" s25/2006-01/395099.htm" target=_blank>電阻 Ron顯著(zhù)增大，當輸出功率時(shí)，就一個(gè)芯片面積大的MOSFET器件。目前已提供的升壓斬波器產(chǎn)品是采用SP1封裝的180mΩ和300mΩ模塊，其 title=擊穿電壓 href=" 2007-02/412370.htm" target=_blank>擊穿電壓 分別是1000V和1200V。使升壓功能的成本最小化，在頻率降低到25 kHz的下，可以用一個(gè)快速IGBT來(lái)代替MOSFET器件。采用SP1封裝的1200V﹑50A~100A快速 IGBT升壓級可以達到該目的。   <<版權聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內容來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )，如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正�！�

    表2給出一個(gè)升壓級模塊的總結。   <<版權聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內容來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )，如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正�！�

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表2a. MOSFET 和CoolmosTM 升壓級模塊   <<版權聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內容來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )，如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正�！�

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表2b. IGBT升壓級模塊   <<版權聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內容來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )，如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正�！�

    這些升壓級模塊能與采用SP1和SP3封裝的全橋模塊組合，有關(guān)的全橋模塊在前面的全橋模塊章節中已進(jìn)行過(guò)描述。
器件的電壓﹑電流額定值和工藝技術(shù)應該逆變器的輸出功率和選用的開(kāi)關(guān)頻率來(lái)進(jìn)行選擇。   <<版權聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內容來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )，如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正�！�

    3.2  用于升壓和全橋電路逆變器的集成模塊   <<版權聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內容來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )，如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正�！�

    將升壓級與全橋電路組合在同一個(gè)封裝中，可以使逆變器的尺寸進(jìn)一步縮小。提供電壓為600V和1200V的2種產(chǎn)品。對應每個(gè)電壓額定值，2個(gè)功率最小的器件是采用底座為40.4mm x 93mm 的SP4封裝的模塊（見(jiàn)圖5）。而2個(gè)功率最大的器件則集成在扁平的SP6-P 封裝中(底座是62mm x 108mm見(jiàn)– 圖6)。600V產(chǎn)品中的升壓級采用CoolmosTM晶體管制作，而1200V產(chǎn)品則節省空間和成本，采用快速I(mǎi)GBT制作。表3 總結了現有的升壓和全橋電路集成模塊。   <<版權聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內容來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )，如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正�！�

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表3: 集成升壓和全橋電路的太陽(yáng)能模塊   <<版權聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內容來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )，如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正�！�

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圖5  SP4 封裝的三維圖像   <<版權聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內容來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )，如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正�！�

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圖6  SP6-P封裝的三維圖像   <<版權聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內容來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )，如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正�！�

    4. 性能比較   <<版權聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內容來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )，如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正�！�

    對各種各樣的技術(shù)組合進(jìn)行了比較，并研究了效率隨著(zhù)輸出功率變化的函數關(guān)系。更好地測定不同快速開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)損耗所造成的影響，還研究了不同工作頻率下的性能。   <<版權聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內容來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )，如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正�！�

    對不同的方案進(jìn)行合理的比較，給出的是對應歸一化輸出功率P/Pnom的效率。   <<版權聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內容來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )，如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正�！�

    避免能聽(tīng)得見(jiàn)的音頻 title=噪聲 href=" 2006-12/409064.htm" target=_blank>噪聲 ，并使磁性元件最小化，通�？焖匍_(kāi)關(guān)運行在20 kHz的工作頻率。   <<版權聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內容來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )，如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正�！�

    圖7給出對應歸一化輸出功率P/Pnom的效率函數關(guān)系   <<版權聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內容來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )，如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正�！�

- 全橋的4個(gè)開(kāi)關(guān)都只采用溝槽（Trench）和場(chǎng)終止（ Field stop）IGBT，   <<版權聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內容來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )，如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正�！�

- 只采用快速 NPT IGBT，   <<版權聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內容來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )，如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正�！�

- 下臂采用快速NPT IGBT，上臂采用低導通損耗的IGBT器件溝槽（Trench ）和場(chǎng)終止（ Field stop）IGBT的優(yōu)化組合。   <<版權聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內容來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )，如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正�！�

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圖7  20 kHz下，Trench和Field stop, NPT 和混合Trench/NPT 的效率曲線(xiàn)   <<版權聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內容來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )，如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正�！�

    溝槽（Trench ）和場(chǎng)終止（ Field stop）IGBT是設計用來(lái)工作頻率可高達20 kHz的器件。低的飽和電壓VCEsat與合理的開(kāi)關(guān)時(shí)間相結合，可以使效率達到96%至97%。盡管快速NPT IGBT器件的導通損耗較高，但開(kāi)關(guān)損耗的降低，其效率仍然被進(jìn)一步改善。將低開(kāi)關(guān)損耗的快速I(mǎi)GBT和低導通損耗的溝槽（Trench ）和場(chǎng)終止（ Field stop）IGBT進(jìn)行組合，工作性能比以前的組合要好大約1%，在一個(gè)很寬的輸入功率范圍內，總體的效率超過(guò)98%。   <<版權聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內容來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )，如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正�！�

    進(jìn)一步提高效率，可以將工作頻率降低到16 kHz，要指出的是工作頻率的降低受到音頻噪聲的限制，而且不能影響到磁性元件的尺寸(見(jiàn)圖8)。   <<版權聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內容來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )，如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正�！�

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圖8 16 kHz下，Trench和Field stop, NPT 和混合Trench/NPT 的效率曲線(xiàn)   <<版權聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內容來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )，如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正�！�

    對于溝槽（Trench ）和場(chǎng)終止（ Field stop）IGBT，頻率從20 kHz降低至16 kHz 可以獲得大于97%的效率，非常接近快速NPT IGBT的效率98%，而混合IGBT技術(shù)的效率高于98%。   <<版權聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內容來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )，如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正�！�

    在下，進(jìn)一步縮小磁性元件尤其是輸出 title=濾波器 href=" 2007-02/411665.htm" target=_blank>濾波器 的尺寸，就將工作頻率提高到50 kHz的范圍。   <<版權聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內容來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )，如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正�！�

    600 V快速NPT IGBT的關(guān)斷損耗很低，有能力在高達100 kHz的頻率下運行，在50 kHz的范圍內，獲得可接受的效率。MOSFET器件具有更快速的開(kāi)關(guān)時(shí)間，開(kāi)關(guān)損耗比最快速的NPT器件都低。只要MOSFET器件具有低的導通損耗，的總損耗自然也就低了。600V CoolMOSTM 晶體管的導通 title=電阻 href=" 2006-12/409057.htm" target=_blank>電阻 R title=DSO封裝說(shuō)明 target=_blank>DSO n非常小，因而使導通損耗最小化，而且具有快速的開(kāi)關(guān)時(shí)間。   <<版權聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內容來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )，如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正�！�

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圖9  50 kHz下，快速NPT/Trench IGBT和 CoolMOSTM / Trench開(kāi)關(guān)組合的效率曲線(xiàn)   <<版權聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內容來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )，如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正�！�

    快速NPT和溝槽（Trench）IGBT的組合使得50 kHz時(shí)的效率仍然高于97%。CoolMOSTM晶體管與溝槽（Trench）IGBT的組合比前一種組合的效率更高。   <<版權聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內容來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )，如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正�！�

    沒(méi)有必要縮小逆變器的尺寸而運行在高頻率時(shí)，可以工作在16 kHz的頻率下，采用CoolMOSTM器件和溝槽（Trench）IGBT的組合，能獲得最高的效率。盡管溝槽（Trench）IGBT和場(chǎng)終止（ Field stop）IGBT運行在低的50Hz電力線(xiàn)頻率，建議使用FREDFET器件或帶有較快本征二極管的CoolMOSTM晶體管，使系統的EMI干擾最小化。   <<版權聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內容來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )，如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正�！�

    太陽(yáng)能逆變器的另一個(gè)重要特性是使用壽命和可靠性。逆變器產(chǎn)生的EMI/RFI也是至關(guān)重要的。   <<版權聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內容來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )，如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正�！�

    SiC二極管的重要特性是其正向電壓降為零和反向恢復損耗為零，因而與標準的快速硅二極管相比，在降低開(kāi)關(guān)噪聲和提高性能具有顯著(zhù)的優(yōu)越性。   <<版權聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內容來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )，如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正�！�

    在硬開(kāi)關(guān)條件下，二極管的反向恢復電流對功率開(kāi)關(guān)內部的開(kāi)通能量影響很大。這樣，隨著(zhù)開(kāi)關(guān)頻率的，在功率開(kāi)關(guān)和二極管中都會(huì )產(chǎn)生相當數量的開(kāi)通損耗。要指出的是，在反向恢復期結束時(shí)，出現某些振蕩，導致在系統中產(chǎn)生大量的噪聲，即使使用昂貴和龐大的輸入 title=只傳輸信號中所的頻譜而濾除其他頻譜的一種頻率選擇技術(shù) href=" 2007-08/423308.htm" target=_blank>濾波 器，這些噪聲也是很難消除的。   <<版權聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內容來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )，如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正�！�

    較快的恢復特性使功率開(kāi)關(guān)和二極管中的開(kāi)關(guān)損耗都降低。SiC二極管關(guān)斷時(shí)所觀(guān)察到的小峰值電流是Schottky勢壘器件的結 title=電容 href=" 2005-05/325844.htm" target=_blank>電容 而產(chǎn)生的，并不是反向恢復特性。與使用通常FRED二極管的配置不同，沒(méi)有測量到瞬時(shí)擾動(dòng)或振蕩。這樣無(wú)噪聲的開(kāi)關(guān)運行，是縮小輸入濾波器尺寸和簡(jiǎn)化它的關(guān)鍵所在，并對滿(mǎn)足嚴格的EMI/RFI規定起著(zhù)重大的作用。   <<版權聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內容來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )，如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正�！�

    SiC器件不僅在室溫具有極好的恢復特性，而且能在一個(gè)很寬的溫度范圍內保持不變。如圖10 的是一個(gè)10A/600V Cree SiC二極管與一個(gè)具有同樣電流和電壓額定值的硅二極管的反向恢復特性的比較。   <<版權聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內容來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )，如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正�！�

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圖10 不同結溫下SiC二極管和Si 二極管的反向恢復特性   <<版權聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內容來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )，如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正�！�

    使用SiC二極管明顯地降低一個(gè)太陽(yáng)能逆變器的整體損耗，使之能達到創(chuàng )紀錄的效率。較低的損耗也意味著(zhù)較低的工作結溫，這將會(huì )明顯地延長(cháng)逆變器的工作壽命，這對于太陽(yáng)能應用是至關(guān)重要的。   <<版權聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內容來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )，如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正�！�

    基于這一點(diǎn)，采用一個(gè)優(yōu)化的功率器件混合技術(shù)，可以得到最有效率的性能；低導通損耗的IGBT工作在50Hz, 快速開(kāi)關(guān)器件工作在高頻，而SiC二極管與快速晶體管組合。   <<版權聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內容來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )，如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正�！�

    將開(kāi)關(guān)頻率選定為最低的16 kHz會(huì )獲得的最高效率，如圖13。   <<版權聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內容來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )，如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正�！�

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圖13  16 kHz下，快速NPT/Trench IGBT和 CoolMOSTM / Trench開(kāi)關(guān)與SiC二極管組合的效率曲線(xiàn)   <<版權聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內容來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )，如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正�！�

    在本文中，對散熱器溫度為75°C時(shí)的不同的配置組合進(jìn)行了比較。當逆變器工作在最高環(huán)境溫度時(shí)，其效率能降低1%之多。與通常的硅器件相比較，具有卓越溫度特性的SiC二極管能在這些極端條件下的效率差距。使用氮化鋁進(jìn)一步改善熱特性。   <<版權聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內容來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )，如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正�！�

    標準模塊使用了熱傳導性比現有的鋁襯底更好的襯底。功率器件具有更好的結至外殼的熱阻，使工作結溫降低。對于硅器件而言，較高的結溫意味著(zhù)較高的導通損耗和開(kāi)關(guān)損耗，而對于SiC器件而言，僅僅導致較高的導通損耗。，使用氮化鋁（AlN）襯底能進(jìn)一步太陽(yáng)能逆變器的效率，并延長(cháng)其工作壽命。   <<版權聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內容來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )，如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正�！�

“COOLMOS™ 是由Infineon Technologies AG開(kāi)發(fā)的一個(gè)新的晶體管系列，“COOLMOS”是Infineon Technologies AG”的注冊商標。   <<版權聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內容來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )，如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正�！�

    5. 結論   <<版權聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內容來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )，如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正�！�

    本文闡述了使現代的太陽(yáng)能逆變器能達到高效率的目標，在一個(gè)先進(jìn)的全橋配置中組合低導通損耗和快速的功率器件技術(shù)是關(guān)鍵。   <<版權聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內容來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )，如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正�！�

    Microsemi 功率產(chǎn)品部能提供各種各樣的專(zhuān)用功率模塊，這些模塊采用在本文中描述的各種功率器件技術(shù)來(lái) title=集成電路 href=" 2007-02/412500.htm" target=_blank>集成電路 拓樸。列出的產(chǎn)品都能提供使用FRED二極管的模塊，也能提供為改善性能而使用SiC二極管的模塊。這些產(chǎn)品的特點(diǎn)是具有一個(gè)能與散熱器進(jìn)行極好熱傳導的基板，進(jìn)一步提高了太陽(yáng)能逆變器先進(jìn)工藝技術(shù)的性能﹑質(zhì)量和可靠性水平。   <<版權聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內容來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )，如有侵犯到你的權利請與我們聯(lián)系更正�！�

    在不久的將來(lái)提供SiC開(kāi)關(guān)器件，MOSFET或IGBT，因而能獲得好于99%的效率，達到技術(shù)上所能實(shí)現的最大值。   <<版權聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內容來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )容－源－電－子－網(wǎng)－為你提供技術(shù)支持