超結(jié)MOSFET在微型逆變器上的應(yīng)用

一、微型逆變器介紹

微型逆變器是一種光伏發(fā)電系統(tǒng)中的功率小于等于1000瓦、具組件級(jí)MPPT的逆變器，全稱是微型光伏并網(wǎng)逆變器。 “微型”是相對(duì)于傳統(tǒng)的集中式逆變器而言的。傳統(tǒng)的光伏逆變方式是將所有的光伏電池在陽(yáng)光照射下生成的直流電全部串并聯(lián)在一起，再通過(guò)一個(gè)逆變器將直流電逆變成交流電接入電網(wǎng)，微型逆變器則對(duì)每塊組件進(jìn)行逆變。 其優(yōu)點(diǎn)是可以對(duì)每塊組件進(jìn)行獨(dú)立的MPPT控制，擁有超越集中式逆變器的優(yōu)勢(shì)。這樣可以通過(guò)對(duì)各模塊的輸出功率進(jìn)行優(yōu)化，使得整體的輸出功率最大化，當(dāng)電池板中有一塊不能良好工作，則只有這一塊都會(huì)受到影響。其他光伏板都將在最佳工作狀態(tài)運(yùn)行，使得系統(tǒng)總體效率更高，發(fā)電量更大。另外也可以避免集中式逆變器具有的直流高壓、弱光效應(yīng)差、木桶效應(yīng)等。

根據(jù)是否有儲(chǔ)能電池，分為并網(wǎng)微逆和離網(wǎng)微逆；根據(jù)輸出電壓，分為單相微逆和三相微逆。微逆的主要特點(diǎn)：

安全

傳統(tǒng)集中型逆變器或組串式逆變器通常具有幾百伏上千伏的直流電壓，容易起火，且起火后不易撲滅。微型逆變器具有天然無(wú)直流高壓的優(yōu)勢(shì)，微型逆變器運(yùn)行時(shí)輸出直流電壓一般為20-50V，從根源上解決了直流拉弧引起火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)。且通過(guò)組件級(jí)的快速關(guān)斷，可迅速切斷組件之間的連接，降低工作人員觸電風(fēng)險(xiǎn)。

智能

組件級(jí)的監(jiān)控，可在ECU中看到每塊組件的工作狀態(tài)。

多發(fā)電

組件級(jí)的MPPT，無(wú)木桶效應(yīng)，降低了遮擋對(duì)發(fā)電量的影響；弱光效應(yīng)好，因?yàn)閱?dòng)電壓低，僅20V，在光照弱的時(shí)候也能工作。

壽命長(zhǎng)

通常微逆設(shè)計(jì)壽命為25年，傳統(tǒng)逆變器為10年。

方便且美觀

不需要專門(mén)建設(shè)配電房，微逆可以直接安裝在組件后面或者支架上，因?yàn)槭遣⒙?lián)結(jié)構(gòu)，后期增加規(guī)?？芍苯影惭b，無(wú)需更改之前的配置。

二、微型逆變器市場(chǎng)分析

光伏直流安全已成為分布式光伏電站的共識(shí)，安全標(biāo)準(zhǔn)制定利好組件級(jí)電力電子設(shè)備。歐美對(duì)光伏安全關(guān)斷及電壓有明確標(biāo)準(zhǔn)并在法規(guī)下強(qiáng)制執(zhí)行。此外，包括泰國(guó)、澳洲、墨西哥和中國(guó)都針對(duì)分布式光伏的安全性制定了相應(yīng)的政策和安全性標(biāo)準(zhǔn)。

目前全球微逆市場(chǎng)國(guó)外品牌占據(jù)了70%，國(guó)內(nèi)品牌禾邁和昱能占據(jù)20+%。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2023年全球微逆出貨量2400萬(wàn)臺(tái)，CAGR達(dá)37%。預(yù)計(jì)2024年全球出貨量3400萬(wàn)臺(tái)，市場(chǎng)規(guī)模145億。三、微型逆變器拓?fù)浼褒堯v產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)

Flyback+全橋逆變：

Flyback原邊電路，在啟動(dòng)時(shí)沖擊電流較大，要求MOSFET有較強(qiáng)的EAS能力；后級(jí)INV電路，要求MOSFET的Body Diode具有較強(qiáng)的di/dt能力，較小的Qrr。

微型逆變器市場(chǎng)應(yīng)用，龍騰半導(dǎo)體的高壓SJ MOS，其產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)：

針對(duì)Flyback拓?fù)?，?yōu)化EAS，增強(qiáng)抗雪崩能力，增強(qiáng)抗浪涌能力；

針對(duì)INV拓?fù)?，?yōu)化體二極管，增強(qiáng)di/dt能力，降低Qrr和驅(qū)動(dòng)干擾；

優(yōu)化Qg和Coss/Ciss比值，降低驅(qū)動(dòng)損耗，提升驅(qū)動(dòng)抗干擾能力。

微型逆變器市場(chǎng)應(yīng)用，龍騰半導(dǎo)體的SGT MOS，其產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)：

優(yōu)化Qg和Vth，高一致的Vth讓并聯(lián)更安全可靠；

優(yōu)化Coss和Rdson，更大程度地降低開(kāi)關(guān)損耗和導(dǎo)通損耗，降低溫升。

以上優(yōu)點(diǎn)，使得龍騰產(chǎn)品在微型逆變器上的應(yīng)用簡(jiǎn)單。

四、微型逆變器龍騰MOSFET選型表

注：以上信息與數(shù)據(jù)出自龍騰半導(dǎo)體，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。