功率转换系统

功率转换系统（PCS）是储能元件（如大型直流电池组）与交流电网之间的中间设备

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概述

每个成功的电量存储系统 (ESS) 的核心是乘功率转换系统 (PCS)。作为大型直流电池组和交流电网之间的重要纽带，PCS 管理双向电流方向，有效转换热量，并确保与电网侧要求的无缝集成。它的作用对于保持稳定、优化性能以及实现网格形成功能等高级功能至关重要。

产品优势

  • 全电压范围覆盖：1000–2000 V+ 直流电压
  • 灵活拓扑：100–400 kW、1 MW+
  • 优化封装：风冷和液冷
  • CoolSiC™优势：减少 50% 损耗
  • 高性能：二极管和过载能力
  • 稳健可靠：.XT Tech、 175°C
  • 一流的 SiC： CoolSiC™ 沟槽

框图

关于

关于电力转换系统

电力转换系统（PCS）在能源存储系统中至关重要，它是电池与电网之间的桥梁。特别是，交流-直流（AC-DC）和直流-交流（DC-AC）转换在电力转换系统（PCS）中进行，转换后的能量流入电池进行充电，或从电池储能系统转换为交流电并输送到电网。 

英飞凌为PCS提供的解决方案可助力您在能源存储系统（ESS）设计中实现高效率、高功率密度且可靠的电力转换系统。查看本页的框图和相关内容以获取更多详细信息。

不同 PCS 功率范围的英飞凌解决方案

在PCS领域，功率低于30 kW的解决方案通常最适合采用分立解决方案，如OptiMOS™、CoolMOS™和CoolSiC™ MOSFET，以及CoolGaN™ HEMT，以满足更先进、快速开关的设计需求。此外，当功率超过100 kW时，CoolSiC™和TRENCHSTOP™ 5 IGBT模块的模块化设计以及高度集成的3电平EasyPIM™、EasyPACK™和EasyDUAL™ IGBT功率模块在经济性方面最具优势。

中间范围最好根据具体情况进行分析，以确定采用分立解决方案还是模块化解决方案。由于每个开关都需要驱动器，而每个驱动器都需要被控制，我们提供合适的EiceDRIVER™栅极驱动器IC，以及XMC™微控制器和电流传感器解决方案。我们的OPTIGA™安全产品系列进一步完善了产品线，确保数据保护与安全。

电力转换系统拓扑结构及产品推荐

英飞凌为能源存储系统（ESS）提供的电力转换系统产品分为三类： 

  • PCS拓扑结构<10 kW：英飞凌通过采用市场领先的碳化硅（SiC）和硅（Si）MOSFET，以及与最佳匹配栅极驱动器相结合的IGBT技术，为住宅系统提供最高效率和功率密度的完整解决方案。
  • PCS拓扑结构 10 kW 至 125 kW：若系统为交流耦合且电池电压 < 1000 V：CoolSiC™ 1200 V 半桥模块（两电平），Easy CoolSiC™ 三电平模块（三电平 NPC2）。或者，对于电池电压为1200 V或1300 V的系统，我们建议使用1700 V半桥模块或三电平ANPC模块。另一方面，如果系统采用直流耦合，且电池电压小于1000 V，我们建议使用1200 V CoolSiC™模块。
  • PCS拓扑结构 125 kW 至 2 MW：在此主要面向工业领域的类别中，英飞凌推荐的产品进一步细分为三个子类别。电池电压1000 V和三电平NPC1：62毫米，EconoDUAL™ 3。对于1500 V电池电压和三电平ANPC，我们使用Easy 3B、62 mm、EconoDUAL™ 3、PrimePACK™ 3、PrimePACK™ 3+，最后，对于1500 V电池电压和三电平NPC2，我们使用PrimePACK™ 3+。

关于电力转换系统

电力转换系统（PCS）在能源存储系统中至关重要，它是电池与电网之间的桥梁。特别是，交流-直流（AC-DC）和直流-交流（DC-AC）转换在电力转换系统（PCS）中进行，转换后的能量流入电池进行充电，或从电池储能系统转换为交流电并输送到电网。 

英飞凌为PCS提供的解决方案可助力您在能源存储系统（ESS）设计中实现高效率、高功率密度且可靠的电力转换系统。查看本页的框图和相关内容以获取更多详细信息。

不同 PCS 功率范围的英飞凌解决方案

在PCS领域，功率低于30 kW的解决方案通常最适合采用分立解决方案，如OptiMOS™、CoolMOS™和CoolSiC™ MOSFET，以及CoolGaN™ HEMT，以满足更先进、快速开关的设计需求。此外，当功率超过100 kW时，CoolSiC™和TRENCHSTOP™ 5 IGBT模块的模块化设计以及高度集成的3电平EasyPIM™、EasyPACK™和EasyDUAL™ IGBT功率模块在经济性方面最具优势。

中间范围最好根据具体情况进行分析，以确定采用分立解决方案还是模块化解决方案。由于每个开关都需要驱动器，而每个驱动器都需要被控制，我们提供合适的EiceDRIVER™栅极驱动器IC，以及XMC™微控制器和电流传感器解决方案。我们的OPTIGA™安全产品系列进一步完善了产品线，确保数据保护与安全。

电力转换系统拓扑结构及产品推荐

英飞凌为能源存储系统（ESS）提供的电力转换系统产品分为三类： 

  • PCS拓扑结构<10 kW：英飞凌通过采用市场领先的碳化硅（SiC）和硅（Si）MOSFET，以及与最佳匹配栅极驱动器相结合的IGBT技术，为住宅系统提供最高效率和功率密度的完整解决方案。
  • PCS拓扑结构 10 kW 至 125 kW：若系统为交流耦合且电池电压 < 1000 V：CoolSiC™ 1200 V 半桥模块（两电平），Easy CoolSiC™ 三电平模块（三电平 NPC2）。或者，对于电池电压为1200 V或1300 V的系统，我们建议使用1700 V半桥模块或三电平ANPC模块。另一方面，如果系统采用直流耦合，且电池电压小于1000 V，我们建议使用1200 V CoolSiC™模块。
  • PCS拓扑结构 125 kW 至 2 MW：在此主要面向工业领域的类别中，英飞凌推荐的产品进一步细分为三个子类别。电池电压1000 V和三电平NPC1：62毫米，EconoDUAL™ 3。对于1500 V电池电压和三电平ANPC，我们使用Easy 3B、62 mm、EconoDUAL™ 3、PrimePACK™ 3、PrimePACK™ 3+，最后，对于1500 V电池电压和三电平NPC2，我们使用PrimePACK™ 3+。
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