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三相组串逆变器解决方案

使用合适的半导体解决方案改进三相组串式逆变器解决方案的设计

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概述

三相组串逆变器对串联的光伏电池板进行功率转换。通常，这些逆变器的额定功率约在几千瓦到350 千瓦之间。通常，大多数逆变器设计都是无变压器或非隔离的。串式逆变器通常采用两级功率转换。

产品优势

  • 节约能源
  • 降低电力成本
  • 极大的设计灵活性
  • 更高的鲁棒性
  • 更高的效率
  • 更高的开关频率

框图

关于

两级功率转换的解释

首先，DC-DC 将可变直流电压转换为 DC-AC 逆变器级所需的合适或固定电压。同时，它还确保了通过MPPT技术从光伏串中提取的最大功率。

其次，DC-AC 阶段将直流电转换为与电网兼容的交流电。在此阶段，首选两电平或三电平拓扑。特别是，三电平拓扑因其更高的效率而被广泛使用。主要对于 1000 V 光伏阵列系统，首选三电平 NPC1 /NPC2拓扑。三电平NPC1 支持使用 650 V 器件，即使对于超大的光伏电池板，也允许超过 20 kHz 的开关频率运行。三电平 NPC2 使用 650 V 和 1200 V 器件，这是最适合低于 20 kHz 开关频率操作的拓扑。对于1500 V光伏系统，三电平ANPC和NPC1被广泛使用，因为它们对宇宙射线具有更高的鲁棒性，特别是，ANPC拓扑结构因其在整个功率因数操作范围内的效率更高而被广泛使用。逆变器的尺寸和重量在很大程度上取决于直流和交流滤波器和冷却系统。因此，需要更快的开关切换来减小系统的尺寸和成本。

我们的产品适用于功率高达 350 kW 的系统设计

通常，这些逆变器的额定功率从 6 kW 到 350 kW 。对于高达20 kW的功率，英飞凌的分立式IGBT、CoolSiC MOSFET和CoolSiC™™肖特基二极管是实现最佳性价比的首选。

在 20 kW 以上的功率范围内，Easy 模块系列产品是寻求灵活且可扩展的功率模块解决方案的客户的最佳选择，例如 CoolSiC™ Easy 模块, Easy Booster 模块,和 Easy 3-level 模块.灵活的引脚网格系统非常适合自定义布局和引脚布局。此外，它还是功率密度和易于制造的绝佳选择。

所有开关都需要驱动器，所有驱动器都需要控制。我们还为您的逆变器设计提供合适的EiceDRIVER™栅极驱动器以及 XMC™ 和PSoC™微控制器。最后，每个功能块都需要一个传感器和辅助电源，因此我们提供 CoolSET™ 以及我们的 1.7 kV CoolSiC™ MOSFET 以及TLI4971和TLE4971电流传感器。AIROC™系列提供了解决连接的智能组合，可在单个设备中提供 Bluetooth® 和Wi-Fi。OPTIGA™ 产品完善了产品组合，并确保数据保护和安全。

更多关于功率器件的信息
微控制器的更多信息
更多关于传感器的信息
安全解决方案的更多信息
三相组串式逆变器的趋势和要求-第 1 部分

通常，对于功率不超过 30 kW 的住宅和小型商业应用，用户需要发电和消耗电力。改善自耗和避免昂贵的负荷峰值对于节省电费非常重要。由于太阳能的自我消耗得到改善，混合逆变器类型越来越受欢迎。与组串式逆变器一样，混合逆变器可以连接多个光伏板并将直流电转换为交流电。但是，最重要的是，混合逆变器可以直接向电池或其他储能系统提供直流电流。这消除了不必要的功率转换，从而节省了能源。

对于大型商业和公用事业规模的装置，光伏系统的电压会随着时间的推移而增加，以帮助降低平准化发电成本(LCoE)。与过去一样，从1000 V到1500 V，甚至更高的电压标准可能会在不久的将来出现。更高的直流/交流电比率或光伏发电厂的超大规模正在成为明显的趋势。

三相组串式逆变器的趋势和要求-第 2 部分

在这些高达 20 兆瓦的市场中，轻型组串式逆变器越来越受欢迎。它们具有极大的设计灵活性和便于运输，并且只需单击几下即可由两个人快速轻松地更换。

基于我们在太阳能及相关行业的深厚应用知识，我们可以缩短学习周期，并通过成熟的短流程工艺提供快速定制服务。结合英飞凌 650 V、1200 V 和 2000 V CoolSiC™ MOSFET 以及 TRENCHSTOP™ IGBT7 的优势，我们的客户不仅能够大幅降低系统和运营成本，而且还能帮助实现前所未有的效率和功率密度水平。

两级功率转换的解释

首先，DC-DC 将可变直流电压转换为 DC-AC 逆变器级所需的合适或固定电压。同时，它还确保了通过MPPT技术从光伏串中提取的最大功率。

其次，DC-AC 阶段将直流电转换为与电网兼容的交流电。在此阶段，首选两电平或三电平拓扑。特别是，三电平拓扑因其更高的效率而被广泛使用。主要对于 1000 V 光伏阵列系统，首选三电平 NPC1 /NPC2拓扑。三电平NPC1 支持使用 650 V 器件，即使对于超大的光伏电池板，也允许超过 20 kHz 的开关频率运行。三电平 NPC2 使用 650 V 和 1200 V 器件，这是最适合低于 20 kHz 开关频率操作的拓扑。对于1500 V光伏系统，三电平ANPC和NPC1被广泛使用，因为它们对宇宙射线具有更高的鲁棒性，特别是，ANPC拓扑结构因其在整个功率因数操作范围内的效率更高而被广泛使用。逆变器的尺寸和重量在很大程度上取决于直流和交流滤波器和冷却系统。因此，需要更快的开关切换来减小系统的尺寸和成本。

我们的产品适用于功率高达 350 kW 的系统设计

通常，这些逆变器的额定功率从 6 kW 到 350 kW 。对于高达20 kW的功率，英飞凌的分立式IGBT、CoolSiC MOSFET和CoolSiC™™肖特基二极管是实现最佳性价比的首选。

在 20 kW 以上的功率范围内，Easy 模块系列产品是寻求灵活且可扩展的功率模块解决方案的客户的最佳选择，例如 CoolSiC™ Easy 模块, Easy Booster 模块,和 Easy 3-level 模块.灵活的引脚网格系统非常适合自定义布局和引脚布局。此外，它还是功率密度和易于制造的绝佳选择。

所有开关都需要驱动器，所有驱动器都需要控制。我们还为您的逆变器设计提供合适的EiceDRIVER™栅极驱动器以及 XMC™ 和PSoC™微控制器。最后，每个功能块都需要一个传感器和辅助电源，因此我们提供 CoolSET™ 以及我们的 1.7 kV CoolSiC™ MOSFET 以及TLI4971和TLE4971电流传感器。AIROC™系列提供了解决连接的智能组合，可在单个设备中提供 Bluetooth® 和Wi-Fi。OPTIGA™ 产品完善了产品组合，并确保数据保护和安全。

更多关于功率器件的信息
微控制器的更多信息
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安全解决方案的更多信息

三相组串式逆变器的趋势和要求-第 1 部分

通常，对于功率不超过 30 kW 的住宅和小型商业应用，用户需要发电和消耗电力。改善自耗和避免昂贵的负荷峰值对于节省电费非常重要。由于太阳能的自我消耗得到改善，混合逆变器类型越来越受欢迎。与组串式逆变器一样，混合逆变器可以连接多个光伏板并将直流电转换为交流电。但是，最重要的是，混合逆变器可以直接向电池或其他储能系统提供直流电流。这消除了不必要的功率转换，从而节省了能源。

对于大型商业和公用事业规模的装置，光伏系统的电压会随着时间的推移而增加，以帮助降低平准化发电成本(LCoE)。与过去一样，从1000 V到1500 V，甚至更高的电压标准可能会在不久的将来出现。更高的直流/交流电比率或光伏发电厂的超大规模正在成为明显的趋势。

三相组串式逆变器的趋势和要求-第 2 部分

在这些高达 20 兆瓦的市场中，轻型组串式逆变器越来越受欢迎。它们具有极大的设计灵活性和便于运输，并且只需单击几下即可由两个人快速轻松地更换。

基于我们在太阳能及相关行业的深厚应用知识，我们可以缩短学习周期，并通过成熟的短流程工艺提供快速定制服务。结合英飞凌 650 V、1200 V 和 2000 V CoolSiC™ MOSFET 以及 TRENCHSTOP™ IGBT7 的优势，我们的客户不仅能够大幅降低系统和运营成本，而且还能帮助实现前所未有的效率和功率密度水平。

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