1500VDC電站憑借著其在度電成本上的巨大優(yōu)勢(shì),目前已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外地面電站的主流解決方案。此時(shí)光伏逆變器的從業(yè)小伙伴一定想問(wèn):英飛凌作為全球功率半導(dǎo)體器件的執(zhí)牛耳者,有哪些產(chǎn)品可以用于1500VDC系統(tǒng)呢?可以確定并且十分肯定的說(shuō):“英飛凌在1500VDC系統(tǒng)的模塊解決方案很多,總有一款可以滿足您的要求”。
FF900R12ME7_B11
圖1 FF900R12ME7_B11
FF900R12ME7_B11采用了英飛凌的第七代IGBT晶圓技術(shù)。IGBT7采用了微溝槽(Micro Pattern Trench)結(jié)構(gòu), 如圖2所示。與IGBT4相比其靜態(tài)損耗顯著降低,并且動(dòng)態(tài)損耗并沒(méi)有增加。搭配全新的第七代反并聯(lián)二極管芯片—EmCon7能夠?qū)崿F(xiàn)更干凈的開(kāi)關(guān),減小震蕩,降低損耗。
圖2 微溝槽單元
圖3是FF900R12ME7_B11與FF600R12ME4_B72在飽和壓降上的對(duì)比??梢钥吹?,分別在各自的額定電流規(guī)格下,F(xiàn)F900R12ME7_B11在900A時(shí)的Vce(sat)比FF600R12ME4_B72在600A時(shí)的Vce(sat)降低了350mV @150℃。兩款模塊如果在同等的600A電流下,IGBT7相對(duì)于IGBT4在Vce(sat)上的降幅達(dá)到560mV之多。
圖3 FF900R12ME7_B11與FF600R12ME4_B72飽和壓降對(duì)比
典型的使用方式是將三個(gè)該模塊拼成一個(gè)NPC1/ANPC的三電平橋臂,如果要做到兆瓦級(jí)的輸出功率,還需要多個(gè)并聯(lián)。
圖4
在如下光伏應(yīng)用的典型工況下:母線電壓1170VDC,開(kāi)關(guān)頻率2.4kHz,輸出電流400A,PF=1做了仿真,如圖5所示。從仿真結(jié)果可以看出,相對(duì)于原來(lái)的600A模塊,采用900A模塊可以將系統(tǒng)的模塊總損耗降低20.4%。損耗的降低不僅可以減小客戶的系統(tǒng)散熱成本,還提高了光伏逆變器的轉(zhuǎn)換效率。
圖5 典型工況下?lián)p耗對(duì)比
如果這個(gè)數(shù)據(jù)還不夠直觀,又進(jìn)行了如下的一組仿真,如圖6所示。仿真結(jié)果表明:母線電壓仍然是1170V看,開(kāi)關(guān)頻率還是2.4kHz,在相同的最高節(jié)溫Tvjmax=131.5℃ 下,F(xiàn)F900R12ME7_B11相對(duì)于600A模塊輸出電流能力提高了28.5%。
圖6 典型工況下的輸出電流對(duì)比
請(qǐng)注意,這里還沒(méi)有考慮到小伙伴們采用900A模塊帶來(lái)的散熱器溫度的降低,如果考慮這一因素,900A模塊相對(duì)于600A模塊,輸出電流能力會(huì)提高40%左右。
值得一提的是,這款900A模塊跟上述的600A模塊封裝上是兼容的。FF600R12ME4_B72已經(jīng)在很多老機(jī)型中廣泛應(yīng)用了。客戶可以在不大幅修改系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的前提下把該900A模塊用起來(lái),從而實(shí)現(xiàn)功率密度的巨大提升。何樂(lè)而不為呢?