功率器件至关重要
除了质量和稳定性在逆变器产业扮演着非常重要的角色之外,实现最小损耗和最高效率是逆变器供应商孜孜以求的终极目标,智能控制芯片和功率器件“担当重任”。目前,逆变器智能控制芯片供应商包括TI、飞思卡尔、NSC、Microchip和英飞凌等,功率器件供应商包括英飞凌、ST、飞兆、IR、NS、东芝、Vishay和Mitsubishi等。
“IC厂商提供的解决方案对于太阳能转换的效率有着很大影响。比如,集成有高精度脉宽调制(PWM)和高速、高精度片上ADC的32位微处理器可支持高脉宽调制转换频率,快速而准确地关合电压与电流环,执行高级控制算法,例如非线性控制和更为复杂的最大功率追踪器(MPPT)算法,上述算法对太阳能逆变器的转换效率十分重要。”陈思儒指出。
目前逆变器会根据不同功率采用IGBT、MOSFET和高速二极管作为功率变换的主要器件,市场要求这些器件具有更低的传导损耗与开关损耗及高可靠性等优点。随着高能效的功率变换技术不断引入,新一代的IGBT、超级结MOSFET和碳化硅二极管的使用,使得效率的标杆不断被刷新。一般来说,在逆变器系统设计中,选择IGBT器件的基本准则是提高转换效率、降低系统散热片的尺寸、提高相同电路板上的电流密度。从功率分立器件来看,随着太阳能并网发电站规模的增大,采用1200V IGBT将是未来的发展趋势。针对各种不同规格的逆变器的需求,IGBT模块呈现集成度越来越高的发展趋势。而微逆变器需要监测电流、电压、温度等模拟参数,具有模拟和数字混合信号处理能力的MCU有望找到用武之地。
为实现更高效率这一目标,不仅要对单个器件进行优化,而且还要对这些器件组合在一起发生作用的方式进行优化,比如在设计中应努力减小功率电路的寄生电感,把IGBT驱动得稳定一些、更快一些,这都直接影响着系统效率。
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