基本半導體第二代SiC碳化硅MOSFET在光逆變器及光儲一體機中的應用

組串式逆變器是基于模塊化概念基礎上的，每個光伏組串通過一個逆變器，多塊電池板組成一個組串，接入小功率單相逆變器在直流端具有最大功率峰值跟蹤，在交流端并聯并網，已成為現在全球市場上最流行的逆變器。拓撲結構采用DC－DC－BOOST升壓（MPPT）和DC－AC全橋逆變兩級電力電子器件變換，防護等級一般為IP65。體積較小，可室外壁掛式安裝。

組串光伏逆變器有多路MPPT，每路MPPT器件選型為B2M035120YP*1（電流能力更大，支持更高功率的光伏電池板接入），或者B2M040120Z*1+碳化硅肖特基二極管B2D30120HC1,B3D30120HC,B2D30120H1,B3D30120H.

（1）MPPT選擇基本半導體SiC碳化硅功率器件方案的邏輯：

   組串式逆變器早期舊方案中的開關管需要用兩顆40A/1200V IGBT并聯或者75A/1200V IGBT，升壓二極管是1200V 60A Si FRD，開關管的開關頻率只有16kHz~18kHz

   而新方案選用基本半導體第二代SiC碳化硅MOSFET開關頻率為40kHz，且單路MPPT不用并聯開關器件，同時大幅度減小了磁性元件的體積和成本，并且SiC MOSFET的殼溫低于100℃，提升了系統可靠性。

   系統廠商評估過采用基本半導體第二代SiC碳化硅MOSFET，系統成本可以計算的過來。

（2）選用基本半導體第二代SiC碳化硅MOSFET的原因

    組串式逆變器單路MPPT的有效值為32A，并考慮開關損耗因素，使用B2M035120YP*1（電流能力更大，支持更高功率的光伏電池板接入），或者B2M040120Z*1可以完成任務。工商業主要采用210組件，功率密度還在提升。B2M035120YP*1（電流能力更大，支持更高功率的光伏電池板接入），或者B2M040120Z*1的門極電阻：Rgon=Rgoff=10Ω，驅動電壓：-4V/18V.

 （3）光儲一體機儲能用雙向Buck-Boost DC/DC變換器，選用B2M035120YP（電流能力更大）或者B2M040120Z替代IGBT器件，提升Buck-Boost DC/DC變換開關頻率到40-60KHz，大幅度減小了磁性元件的體積和成本.

LLC，移相全橋等應用實現ZVS主要和Coss、關斷速度和體二極管壓降等參數有關。Coss決定所需諧振電感儲能的大小，值越大越難實現ZVS；更快的關斷速度可以減少對儲能電感能量的消耗，影響體二極管的續流維持時間或者開關兩端電壓能達到的最低值；因為續流期間的主要損耗為體二極管的導通損耗.在這些參數方面，B2M第二代碳化硅MOSFET跟競品比，B2M第二代碳化硅MOSFET的Coss更小，需要的死區時間初始電流小；B2M第二代碳化硅MOSFET抗側向電流觸發寄生BJT的能力會強一些。B2M第二代碳化硅MOSFET體二極管的Vf和trr 比競品有較多優勢，能減少LLC里面Q2的硬關斷的風險。綜合來看，比起競品，LLC，移相全橋應用中B2M第二代碳化硅MOSFET表現會更好.

碳化硅MOSFET具有優秀的高頻、高壓、高溫性能，是目前電力電子領域最受關注的寬禁帶功率半導體器件。在電力電子系統中應用碳化硅MOSFET器件替代傳統硅IGBT器件，可提高功率回路開關頻率，提升系統效率及功率密度，降低系統綜合成本。

基本半導體第二代碳化硅MOSFET系列新品基于6英寸晶圓平臺進行開發，比上一代產品在比導通電阻、開關損耗以及可靠性等方面表現更為出色。在原有TO-247-3、TO-247-4封裝的產品基礎上，基本半導體還推出了帶有輔助源極的TO-247-4-PLUS、TO-263-7及SOT-227封裝的碳化硅MOSFET器件，以更好地滿足客戶需求。

基本半導體第二代碳化硅MOSFET亮點

更低比導通電阻：第二代碳化硅MOSFET通過綜合優化芯片設計方案，比導通電阻降低約40%，產品性能顯著提升。

更低器件開關損耗：第二代碳化硅MOSFET器件Qg降低了約60%，開關損耗降低了約30%。反向傳輸電容Crss降低，提高器件的抗干擾能力，降低器件在串擾行為下誤導通的風險。

更高可靠性：第二代碳化硅MOSFET通過更高標準的HTGB、HTRB和H3TRB可靠性考核，產品可靠性表現出色。

更高工作結溫：第二代碳化硅MOSFET工作結溫達到175°C，提高器件高溫工作能力。