當(dāng)今世界的主要能源來(lái)源還是化石能源,而化石能源在使用后會(huì)排出大量的污染物,嚴(yán)重影響到人類的健康問(wèn)題。太陽(yáng)能因其取之不盡用之不竭且無(wú)環(huán)境污染等優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)成為人類追求新能源的首選;太陽(yáng)能的應(yīng)用非常廣泛,其中最主要的發(fā)電應(yīng)用有光熱發(fā)電、光伏發(fā)電等;在太陽(yáng)能的多種應(yīng)用中,光伏發(fā)電是目前世界上最為普遍的一種方式。
光伏逆變器是太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的心臟,它將太陽(yáng)能電池板產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)化為符合電網(wǎng)電能質(zhì)量要求的交流電,其性能直接影響發(fā)電效率、電網(wǎng)兼容性和系統(tǒng)可靠性。
絕緣柵雙極晶體管(Insulate-Gate Bipolar Transistor—IGBT)綜合了電力晶體管(Giant Transistor—GTR)和電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管(Power MOSFET)的優(yōu)點(diǎn),具有大電流、高電壓、易驅(qū)動(dòng)等良好的特性,廣泛應(yīng)用于光伏逆變器。上海貝嶺一直積極研發(fā)新一代的IGBT技術(shù),為滿足市場(chǎng)終端需求,推出650V/80A IGBT單管BLG80T65FDH7,助力客戶光伏逆變器應(yīng)用高效率、高可靠性設(shè)計(jì)。
典型應(yīng)用拓?fù)?/strong>
上海貝嶺IGBT單管BLG80T65FDH7,額定電流80A,耐壓650V,對(duì)目前主流戶用光伏逆變器拓?fù)銱eric等都有很好的匹配, 同時(shí)也適用于三相NPC1和NPC2(橫管)的應(yīng)用。

表1 主流光伏逆變拓?fù)?/p>
BLG80T65FDH7 產(chǎn)品特點(diǎn)
上海貝嶺BLG80T65FDH7采用新一代微溝槽多層場(chǎng)截止IGBT技術(shù),通過(guò)微溝槽結(jié)構(gòu)增加載流子注入效率,優(yōu)化導(dǎo)通壓降;場(chǎng)截止層加速關(guān)斷時(shí)的載流子抽取,降低開(kāi)關(guān)損耗;多層場(chǎng)截止結(jié)構(gòu)提高高溫穩(wěn)定性;同時(shí)內(nèi)部采用超快速軟恢復(fù)二極管進(jìn)行反并聯(lián)。技術(shù)特性精準(zhǔn)匹配光伏逆變器對(duì)高效、高頻、高可靠性的需求。
性能特點(diǎn):
優(yōu)化開(kāi)通損耗和關(guān)斷損耗,開(kāi)關(guān)頻率高
低導(dǎo)通壓降Vce(sat),減小器件的導(dǎo)通損耗
Vce(sat)正溫度系數(shù),易于并聯(lián)使用
高BVces耐壓能力
低VF和快軟恢復(fù)二極管
HV-H3TRB加嚴(yán)可靠性驗(yàn)證,保證極端運(yùn)行環(huán)境下使用壽命
符合175℃結(jié)溫的工業(yè)級(jí)和車規(guī)級(jí)考核標(biāo)準(zhǔn)
BLG80T65FDH7 產(chǎn)品核心優(yōu)勢(shì)
4.1 效率優(yōu)勢(shì)——低飽和壓降Vce(sat)
光伏應(yīng)用中IGBT的導(dǎo)通損耗占總損耗比例較大,影響導(dǎo)通損耗的主要參數(shù)為VCE(sat),常溫25℃和高溫175℃下貝嶺BLG80T65FDH7導(dǎo)通壓降達(dá)到國(guó)際大廠水平,且比競(jìng)品略低。且隨著結(jié)溫上升,VCE(sat)正溫度系數(shù),有利于解決并聯(lián)應(yīng)用中的均流和熱平衡問(wèn)題。

圖4.1 VGE=15V 飽和壓降對(duì)比
4.2 動(dòng)態(tài)性能升級(jí)——低開(kāi)關(guān)損耗
在光伏逆變應(yīng)用中,單管IGBT一般設(shè)計(jì)工作在20kHz左右,并且有高頻化的趨勢(shì),因此降低IGBT開(kāi)關(guān)損耗也尤為重要,上海貝嶺BLG80T65FDH7降低導(dǎo)通壓降,同時(shí)優(yōu)化了開(kāi)關(guān)損耗,如圖4.2所示, BLG80T65FDH7開(kāi)啟損耗和競(jìng)品相差不大,關(guān)斷損耗比競(jìng)品略低,總開(kāi)關(guān)損耗略小于競(jìng)品,性能達(dá)到國(guó)際大廠 S5系列水平。

圖4.2 IGBT開(kāi)關(guān)損耗對(duì)比
4.3 IGBT合封二極管——較低VF 和Qrr
BLG80T65FDH7合封較低VF的二極管,有利于降低二極管續(xù)流過(guò)程的導(dǎo)通損耗。如表2所示,貝嶺IGBT合封二極管VF和競(jìng)品相差不大。

表2 IGBT合封二極管壓降對(duì)比
相同測(cè)試條件下,BLG80T65FDH7合封二極管 Qrr比競(jìng)品更小,在高頻應(yīng)用中損耗更小,更有優(yōu)勢(shì)。

圖4.3 IGBT合封二極管Qrr對(duì)比
4.4 溫升表現(xiàn)良好——板級(jí)溫升測(cè)試
上海貝嶺BLG80T65FDH7基于優(yōu)異的器件設(shè)計(jì),各項(xiàng)參數(shù)和功率器件國(guó)際大廠I公司接近,部分參數(shù)更優(yōu),為光伏應(yīng)用通過(guò)系統(tǒng)測(cè)試提供了保障。如圖4.4,在常溫環(huán)境下,上海貝嶺BLG80T65FDH7和I公司產(chǎn)品在10kW光伏逆變平臺(tái)測(cè)試,殼溫基本一致,產(chǎn)品性能滿足客戶的需求。

圖4.4 IGBT殼溫對(duì)比
上海貝嶺功率器件選型方案
上海貝嶺功率器件產(chǎn)品系列齊全,包括MOSFET、IGBT等產(chǎn)品,滿足客戶各類光伏逆變器設(shè)計(jì)需求,具體型號(hào)參考表3:

表3 功率器件選型表
上海貝嶺IC器件選型方案
上海貝嶺在光伏逆變器領(lǐng)域產(chǎn)品配套齊全,除功率器件以外,還可以提供各類電源管理IC和信號(hào)鏈IC供客戶選擇,具體型號(hào)參考表4:


表 4 IC器件選型表
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IGBT
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晶體管
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原文標(biāo)題:上海貝嶺650V80A IGBT在光伏逆變器上的應(yīng)用
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