武汉新瑞科电子科技有限公司

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新洁能,功率半导体,超结-IGBT“1200V V系列单管IGBT”为光伏逆变器提供解决方案

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光伏逆变器概况

逆变器也称逆变电源,是将直流电能转变成交流电能的变流装置。光伏逆变器就是应用在太阳能光伏发电系统中的逆变器,是光伏系统中的一个重要部件。逆变器效率的高低影响着光伏发电系统效率的高低,因此,逆变器的选择非常重要。随着技术的不断发展,光伏逆变器也将向着体积更小、效率更高、性能指标更优越的方向发展。

IGBT是一种功率器件,在逆变器中承担着功率变换和能量传输的作用,是逆变器的心脏。IGBT能比其他功率元件提供更多的效益,其中包括高载流能力、以电压而非电流进行控制,并能使逆并联二极管与IGBT配合。IGBT是构成光伏逆变器中的重要开关器件,能够帮助系统减少损耗,约占逆变器总成本的10%。


电路拓扑

随着太阳能、UPS技术的不断发展和市场的不断扩大,对逆变器效率的要求也越来越被制造商所重视,因此三电平的拓扑结构便应运而生。众所周知,与传统两电平结构相比,三电平结构除了使单个IGBT阻断电压减半之外,还具有谐波小、损耗低、效率高等优势。目前针对IGBT三电平拓扑结构有很多种,最常见的两种拓扑结构为三电平“I”型和三电平“T”型。




产品概况

新洁能利用沟槽栅场截止型IGBT技术(Trench Field Stop)理论,通过采用高密度器件结构设计以及先进的超薄芯片加工工艺,推出全新一代Trench FS II IGBT系列产品,该系列产品通过优化载流子注入效率和载流分布,显著降低器件的饱和压降(VCE(sat))和关断损耗(Eoff),从而降低器件功耗,提升系统效率。

Trench FS II IGBT系列产品具有更好的温度特性,可以有效的避免器件工作中的电流集中,且产品通过优化器件结构设计,使其在工作过程中的电压和电流谐振更小,使器件在并联工作或其他电路设计方案中都可以正常工作。

                                                       

                                                 Trench FS II IGBT与其他厂家同规格产品参数对比



应用案例

                                         国内某光伏厂家12KW光伏逆变器测试NCE40TD120VT:

测试条件:满载12KW,550V 22A运行2h ,自然散热,分别测试R相逆变上下管及BOOST PV1及PV2 IGBT温度。

测试结果:
测试时间2H,NCE40TD120VT boost部分最高点温升为54.429℃,逆变部分最高点温升为49.668℃;
测试时间2H,I产品(i公司) boost部分最高点温升为63.883℃,逆变部分最高点温升为55.576℃;
结论:两款器件在功能测试及波形测试上表现均满足要求,NCE40TD120VT在boost部分温升较I产品(i公司)低9.454℃,逆变部分低5.908℃。因而温升表现上,NCE40TD120VT更有优势。



产品指南

                                                      1200V V系列单管IGBT产品列表                                       目标市场:光伏逆变器,10~40KHz开关频率范围。


                                                                     同规格产品部分关键参数对比                                                       

NCE V系列产品与FL3相比较, VCE(sat)略高、Eoff更低,更适合于高频部分应用;
NCE V系列产品在VCE(sat)和Eoff参数上都较FL2和H3系列产品更有优势;