【導讀】suizhewenmingchengduherenkoumidudebuduanjizeng，eryanghuatanpaifangsulvdebuduanzengjiakaishibiandenanyikongzhi。tanpaifangyinqidequanqiubiannuanjiangdaozhiqihouehua
，zuizhongpohuaidiqiudeshengtai。yinci，zuoweijiejuefangan，womenxuyaoshiyongqingjienengyuan
，lirufengnenghetaiyangneng。

太陽能帶來的一些好處包括:

●   可再生 - 太陽可以持續不斷提供太陽能能源。

●   零碳排放 - 太陽能由太陽能麵板產生。

●   運維成本低 - 光伏發電係統建成後，發電成本較低。

組串式逆變器主導太陽能逆變器市場

針對不同的終端應用(住宅、商業、公用事業)
，有多種類型的太陽能逆變器(集中式、組串式、微型)。組串式逆變器以其靈活
、易(yi)於(yu)維(wei)護(hu)的(de)特(te)點(dian)
，正(zheng)在(zai)成(cheng)為(wei)主(zhu)流(liu)太(tai)陽(yang)能(neng)逆(ni)變(bian)器(qi)類(lei)型(xing)。組(zu)串(chuan)式(shi)光(guang)伏(fu)逆(ni)變(bian)器(qi)的(de)單(dan)機(ji)故(gu)障(zhang)對(dui)總(zong)發(fa)電(dian)量(liang)影(ying)響(xiang)有(you)限(xian)，其(qi)餘(yu)逆(ni)變(bian)器(qi)可(ke)繼(ji)續(xu)照(zhao)常(chang)工(gong)作(zuo)。同(tong)時(shi)，更(geng)小(xiao)的(de)尺(chi)寸(cun)更(geng)易(yi)於(yu)安(an)裝(zhuang)

，無(wu)需(xu)重(zhong)型(xing)機(ji)械(xie)即(ji)可(ke)完(wan)成(cheng)安(an)裝(zhuang)。隨(sui)著(zhe)功(gong)率(lv)器(qi)件(jian)的(de)不(bu)斷(duan)迭(die)代(dai)
，單(dan)組(zu)逆(ni)變(bian)器(qi)的(de)功(gong)率(lv)水(shui)平(ping)/功率密度不斷提升，單價和體積越來越小
，這推動組串式逆變器成為商用逆變器市場的主流選擇。

圖 1.組串式逆變器(12×225 kVA) 與集中式逆變器 (1×2.5 MVA)

組串式太陽能逆變器典型框圖

組串式逆變器係統的主要組件是光伏電池板串或陣列
、DC-DC升壓轉換器、DC-Link電容器和逆變器(DC-AC 轉換器)。DC-DC級實現兩個主要功能
，將PV 串的輸出電壓提升至DC-Link工作電壓水平

，並實施 MPPT(最大功率點跟蹤) gongneng

，shiguangfumianbanzaibutonghuanjinghetaiyangfuzhaoduxiachanshengdegonglvzuidahua。nibianqizaigaixitongzhongqizhezuizhongyaozuoyong，fuzejiangzhiliudianzhuanhuanweijiaoliudian，yongyuzhengchangdezhuzhaiyongdianhuobingwang。

圖 2.組串式大陽能逆變器典型框圖

DC-DC 升壓級的主流拓撲結構

1100V 是大型住宅
、商業和分布式公用事業規模應用中組串式逆變器的常見直流母線電壓。然而，使用 1500V huogenggaodianyakeyijieshengtongxianhekaiguanshebeidechengben
，yinweidangzongshuchugonglvbaochibubianshidianliuhuijiangdi
，zheyeyiweizhezaifanweigengguangdewenduhefuzhaotiaojianxiakeyibuhuogenggaodenengliang。

DC-DC升sheng壓ya級ji的de拓tuo撲pu結jie構gou主zhu要yao有you三san種zhong

，區qu別bie主zhu要yao在zai於yu適shi用yong功gong率lv段duan不bu同tong。飛fei跨kua電dian容rong升sheng壓ya和he對dui稱cheng升sheng壓ya作zuo為wei三san電dian平ping拓tuo撲pu，可ke以yi降jiang低di施shi加jia到dao開kai關guan的de電dian壓ya

，最zui終zhong獲huo得de更geng好hao的de效xiao率lv和he功gong率lv密mi度du。其qi次ci，可ke以yi選xuan擇ze更geng小xiao

、更輕的電感，因為電感上的紋波電流減少。但是，應該注意額外開關器件帶來的成本和驅動問題。

3 通道飛跨電容升壓 

SiC 混合集成功率模塊

特性

●   1000V低VCE(SAT) 快速開關IGBT和1200 V SiC二極管

●   具有低熱阻基板的模塊

●   提供焊接引腳和壓接式引腳選項

●   內部NTC熱敏電阻

優勢

●   易於組裝。更高的輸出功率

●   靈活支持不同製造工藝

●   出色的效率和熱損耗。輸出功率高於 1200V IGBT 解決方案

應用

●   1500 V 組串式工商業用光伏逆變器

SiC MOSFET 1200 V, 20mΩ, TO247-4L

特性

●   最大RDS(ON)=28mΩ (Vgs=20V, ld=60A時)

●   高速開關和低電容

●   使用開爾文引腳減少回路電感

●   無鉛且符合RoHS標準

應用

●   DC-DC/DC-AC

●   大功率轉換

DC-AC 逆變器級的主流拓撲結構

逆(ni)變(bian)器(qi)級(ji)決(jue)定(ding)了(le)總(zong)效(xiao)率(lv)和(he)輸(shu)出(chu)質(zhi)量(liang)，同(tong)樣(yang)，三(san)電(dian)平(ping)拓(tuo)撲(pu)結(jie)構(gou)最(zui)有(you)助(zhu)於(yu)為(wei)大(da)功(gong)率(lv)三(san)相(xiang)逆(ni)變(bian)器(qi)係(xi)統(tong)帶(dai)來(lai)改(gai)進(jin)。除(chu)了(le)降(jiang)低(di)開(kai)關(guan)損(sun)耗(hao)和(he)半(ban)導(dao)體(ti)要(yao)求(qiu)外(wai)

，還(hai)可(ke)以(yi)降(jiang)低(di) EMI，因為傳導 EMI 主(zhu)要(yao)與(yu)電(dian)流(liu)紋(wen)波(bo)有(you)關(guan)。此(ci)外(wai)，三(san)電(dian)平(ping)係(xi)統(tong)可(ke)以(yi)提(ti)供(gong)更(geng)好(hao)的(de)正(zheng)弦(xian)電(dian)壓(ya)波(bo)形(xing)，這(zhe)種(zhong)高(gao)質(zhi)量(liang)的(de)輸(shu)出(chu)可(ke)以(yi)減(jian)少(shao)電(dian)纜(lan)的(de)壓(ya)力(li)和(he)高(gao)靈(ling)敏(min)度(du)電(dian)氣(qi)設(she)備(bei)的(de)風(feng)險(xian)

圖 3.兩電平半橋與三電平I-NPC 的比較

兩電平係統設計中的 MOSFET 或IGBT 需要承受全總線電壓，這將增加大功率大陽能逆變器的成本。此外，高 dV/dt 和 dl/dt 應力會導致不良的總諧波失真(THD) 和輸出波形。

單通道I-NPC

SiC 混合集成功率模塊

特性

●   1000V低VQE(SAT)用於DC-AC轉換的快速開關IGBT和 1200V SiC二極管優化組合

●   具有低熱阻基板的模塊

●   提供焊接引腳和壓接式引腳選項

●   內部 NTC 熱敏電阻

優勢

●   易於組裝，輸出功率更高。靈活支持不同製造工藝

●   在正常和無功功率條件下具有出色的效率和熱損耗

應用

●   1500 V 組串式工商業用光伏逆變器

2件裝半橋全SiC功率集成模塊

特性

●   2×1200V SiC MOSFET, RDS(ON)=10m2

●   低熱阻

●   內部 NTC 熱敏電阻

優勢

●   在更高的電壓下，RDS(ON) 進一步降低

●   更高的效率或更高的功率密度

●   提供預塗高可靠性熱界麵(TIM) 選項

應用

●   三相太陽能逆變器

●   儲能係統

仿真支持

安森美(onsemi) 應用團隊提供即用型 SIMetrix 電路，如升壓電路、I-NPC,T-NPCA-NPC,feikuadianrongshengya
，weikehutigongyunxingwanzhengfangzhensuoxudeyiqie，rangkehunengzaidinggourenheyingjianzhiqianhuodezhunqueshuju。qinglianxidangdidexiaoshoudaibiaoyihuoquansenmeidezhichi。

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