基本半導(dǎo)體第二代SiC碳化硅MOSFET在光逆變器及光儲(chǔ)一體機(jī)中的應(yīng)用
組串式逆變器是基于模塊化概念基礎(chǔ)上的，每個(gè)光伏組串通過(guò)一個(gè)逆變器，多塊電池板組成一個(gè)組串，接入小功率單相逆變器在直流端具有z大功率峰值跟蹤，在交流端并聯(lián)并網(wǎng)，已成為現(xiàn)在全球市場(chǎng)上z流行的逆變器。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用DC－DC－BOOST升壓（MPPT）和DC－AC全橋逆變兩級(jí)電力電子器件變換，防護(hù)等級(jí)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(dǎo)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(kāi)關(guān)管需要用兩顆40A/1200V IGBT并聯(lián)或者75A/1200V IGBT，升壓二極管是1200V 60A Si FRD，開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)頻率只有16kHz~18kHz
而新方案選用基本半導(dǎo)體第二代SiC碳化硅MOSFET開(kāi)關(guān)頻率為40kHz，且單路MPPT不用并聯(lián)開(kāi)關(guān)器件，同時(shí)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(tǒng)可靠性。
系統(tǒng)廠商評(píng)估過(guò)采用基本半導(dǎo)體第二代SiC碳化硅MOSFET，系統(tǒng)成本可以計(jì)算的過(guò)來(lái)。
（2）選用基本半導(dǎo)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(kāi)關(guān)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(wù)。工商業(yè)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(mén)極電阻：Rgon=Rgoff=10Ω，驅(qū)動(dòng)電壓：-4V/18V.
（3）光儲(chǔ)一體機(jī)儲(chǔ)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(kāi)關(guān)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(yīng)用實(shí)現(xiàn)ZVS主要和Coss、關(guān)斷速度和體二極管壓降等參數(shù)有關(guān)。Coss決定所需諧振電感儲(chǔ)能的大小，值越大越難實(shí)現(xiàn)ZVS；更快的關(guān)斷速度可以減少對(duì)儲(chǔ)能電感能量的消耗，影響體二極管的續(xù)流維持時(shí)間或者開(kāi)關(guān)兩端電壓能達(dá)到的z低值；因?yàn)槔m(xù)流期間的主要損耗為體二極管的導(dǎo)通損耗.在這些參數(shù)方面，B2M第二代碳化硅MOSFET跟競(jìng)品比，B2M第二代碳化硅MOSFET的Coss更小，需要的死區(qū)時(shí)間初始電流小；B2M第二代碳化硅MOSFET抗側(cè)向電流觸發(fā)寄生BJT的能力會(huì)強(qiáng)一些。B2M第二代碳化硅MOSFET體二極管的Vf和trr 比競(jìng)品有較多優(yōu)勢(shì)，能減少LLC里面Q2的硬關(guān)斷的風(fēng)險(xiǎn)。綜合來(lái)看，比起競(jìng)品，LLC，移相全橋應(yīng)用中B2M第二代碳化硅MOSFET表現(xiàn)會(huì)更好.
碳化硅MOSFET具有優(yōu)秀的高頻、高壓、高溫性能，是目前電力電子領(lǐng)域z受關(guān)注的寬禁帶功率半導(dǎo)體器件。在電力電子系統(tǒng)中應(yīng)用碳化硅MOSFET器件替代傳統(tǒng)硅IGBT器件，可提高功率回路開(kāi)關(guān)頻率，提升系統(tǒng)效率及功率密度，降低系統(tǒng)綜合成本。
基本半導(dǎo)體第二代碳化硅MOSFET系列新品基于6英寸晶圓平臺(tái)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，比上一代產(chǎn)品在比導(dǎo)通電阻、開(kāi)關(guān)損耗以及可靠性等方面表現(xiàn)更為出色。在原有TO-247-3、TO-247-4封裝的產(chǎn)品基礎(chǔ)上，基本半導(dǎo)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(dǎo)體第二代碳化硅MOSFET亮點(diǎn)
更低比導(dǎo)通電阻：第二代碳化硅MOSFET通過(guò)綜合優(yōu)化芯片設(shè)計(jì)方案，比導(dǎo)通電阻降低約40%，產(chǎn)品性能顯著提升。
更低器件開(kāi)關(guān)損耗：第二代碳化硅MOSFET器件Qg降低了約60%，開(kāi)關(guān)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?dāng)_行為下誤導(dǎo)通的風(fēng)險(xiǎn)。
更高可靠性：第二代碳化硅MOSFET通過(guò)更高標(biāo)準(zhǔn)的HTGB、HTRB和H3TRB可靠性考核，產(chǎn)品可靠性表現(xiàn)出色。
更高工作結(jié)溫：第二代碳化硅MOSFET工作結(jié)溫達(dá)到175°C，提高器件高溫工作能力。
組串式逆變器是基于模塊化概念基礎(chǔ)上的，每個(gè)光伏組串通過(guò)一個(gè)逆變器，多塊電池板組成一個(gè)組串，接入小功率單相逆變器在直流端具有z大功率峰值跟蹤，在交流端并聯(lián)并網(wǎng)，已成為現(xiàn)在全球市場(chǎng)上z流行的逆變器。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用DC－DC－BOOST升壓（MPPT）和DC－AC全橋逆變兩級(jí)電力電子器件變換，防護(hù)等級(jí)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(dǎo)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(kāi)關(guān)管需要用兩顆40A/1200V IGBT并聯(lián)或者75A/1200V IGBT，升壓二極管是1200V 60A Si FRD，開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)頻率只有16kHz~18kHz
而新方案選用基本半導(dǎo)體第二代SiC碳化硅MOSFET開(kāi)關(guān)頻率為40kHz，且單路MPPT不用并聯(lián)開(kāi)關(guān)器件，同時(shí)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(tǒng)可靠性。
系統(tǒng)廠商評(píng)估過(guò)采用基本半導(dǎo)體第二代SiC碳化硅MOSFET，系統(tǒng)成本可以計(jì)算的過(guò)來(lái)。
（2）選用基本半導(dǎo)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(kāi)關(guān)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(wù)。工商業(yè)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(mén)極電阻：Rgon=Rgoff=10Ω，驅(qū)動(dòng)電壓：-4V/18V.
（3）光儲(chǔ)一體機(jī)儲(chǔ)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(kāi)關(guān)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(yīng)用實(shí)現(xiàn)ZVS主要和Coss、關(guān)斷速度和體二極管壓降等參數(shù)有關(guān)。Coss決定所需諧振電感儲(chǔ)能的大小，值越大越難實(shí)現(xiàn)ZVS；更快的關(guān)斷速度可以減少對(duì)儲(chǔ)能電感能量的消耗，影響體二極管的續(xù)流維持時(shí)間或者開(kāi)關(guān)兩端電壓能達(dá)到的z低值；因?yàn)槔m(xù)流期間的主要損耗為體二極管的導(dǎo)通損耗.在這些參數(shù)方面，B2M第二代碳化硅MOSFET跟競(jìng)品比，B2M第二代碳化硅MOSFET的Coss更小，需要的死區(qū)時(shí)間初始電流小；B2M第二代碳化硅MOSFET抗側(cè)向電流觸發(fā)寄生BJT的能力會(huì)強(qiáng)一些。B2M第二代碳化硅MOSFET體二極管的Vf和trr 比競(jìng)品有較多優(yōu)勢(shì)，能減少LLC里面Q2的硬關(guān)斷的風(fēng)險(xiǎn)。綜合來(lái)看，比起競(jìng)品，LLC，移相全橋應(yīng)用中B2M第二代碳化硅MOSFET表現(xiàn)會(huì)更好.
碳化硅MOSFET具有優(yōu)秀的高頻、高壓、高溫性能，是目前電力電子領(lǐng)域z受關(guān)注的寬禁帶功率半導(dǎo)體器件。在電力電子系統(tǒng)中應(yīng)用碳化硅MOSFET器件替代傳統(tǒng)硅IGBT器件，可提高功率回路開(kāi)關(guān)頻率，提升系統(tǒng)效率及功率密度，降低系統(tǒng)綜合成本。
基本半導(dǎo)體第二代碳化硅MOSFET系列新品基于6英寸晶圓平臺(tái)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，比上一代產(chǎn)品在比導(dǎo)通電阻、開(kāi)關(guān)損耗以及可靠性等方面表現(xiàn)更為出色。在原有TO-247-3、TO-247-4封裝的產(chǎn)品基礎(chǔ)上，基本半導(dǎo)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(dǎo)體第二代碳化硅MOSFET亮點(diǎn)
更低比導(dǎo)通電阻：第二代碳化硅MOSFET通過(guò)綜合優(yōu)化芯片設(shè)計(jì)方案，比導(dǎo)通電阻降低約40%，產(chǎn)品性能顯著提升。
更低器件開(kāi)關(guān)損耗：第二代碳化硅MOSFET器件Qg降低了約60%，開(kāi)關(guān)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?dāng)_行為下誤導(dǎo)通的風(fēng)險(xiǎn)。
更高可靠性：第二代碳化硅MOSFET通過(guò)更高標(biāo)準(zhǔn)的HTGB、HTRB和H3TRB可靠性考核，產(chǎn)品可靠性表現(xiàn)出色。
更高工作結(jié)溫：第二代碳化硅MOSFET工作結(jié)溫達(dá)到175°C，提高器件高溫工作能力。
