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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

由于能源消耗巨大，政府又出台了尽量减少碳排放的政策，向可再生能源的转变使得在需要的地方和时间可靠地提供能源比以往任何时候都更具挑战性。任何成功的储能系统都离不开功率转换系统（PCS），它是储能元件（通常是大型直流电池组）与交流电网之间的中间设备。

产品优势

  • 损耗降低 50%，可获得更多能量
  • 相同电池尺寸下能量增加 2%
  • 功率等级可达 200 kW 以上
  • 高可靠性
  • 低杂散电感
  • 工作温度范围广
  • 带有高隔离度的集成 NTC
  • 电流测量高达 120 A

框图

关于

关于功率转换系统

功率转换系统（PCS）是储能系统的重要组成部分，是电池与电网之间的桥梁。其中，AC-DC 和 DC-AC 转换在功率转换系统（PCS）中进行，转换后的电能流入电池为其充电，或从电池储存的能量转换为交流电，并输入电网。

英飞凌的 PCS 解决方案可在您的 ESS 设计中实现高效、高功率密度和可靠的功率转换系统。更多细节请查看方框图和此页面上的内容。

不同 PCS 功率范围的英飞凌解决方案

在 PCS 中，低于 30 kW 的解决方案通常最好采用分立解决方案，如 OptiMOS™、CoolMOS™ 和 CoolSiC™ MOSFET，以及用于更先进的快速开关设计的 CoolGaN™ HEMT。此外，当功率超过 100 kW 时，采用 CoolSiC™ 和 TRENCHSTOP™ 5 IGBT 模块以及高度集成的 3 电平 EasyPIM™、EasyPACK™ 和 EasyDUAL™ IGBT 功率模块的模块化方法最经济实惠。

而介于以上两者之间的功率范围，最好根据具体情况评估确定是使用分立式还是模块式解决方案。由于每个开关都需要一个驱动器，并且每个驱动器都需要控制，我们提供相应的 EiceDRIVER™ 栅极驱动 IC 以及 XMC™ 微控制器和电流传感器解决方案。我们的 OPTIGA™ 安全产品完善了产品系列，确保了数据的保护和安全。

功率转换系统拓扑结构和产品推荐

英飞凌为 ESS 提供的电源转换系统产品分为三类：

  • PCS 拓扑 <10 kW：英飞凌通过应用市场领先的碳化硅 (SiC) 和硅 (Si) MOSFET 以及与最合适的栅极驱动器配对的 IGBT 技术，实现具有最高效率和功率密度的全住宅系统解决方案。
  • 10 kW 至 125 kW 的 PCS 拓扑 ：如果系统是交流耦合且电池电压小于 1000 V，推荐使用 CoolSiC™ 模块 1200 V 半桥（2 电平）、Easy CoolSiC™ 3 电平（3 电平 NPC2）。而对于电池电压为 1200 V 或 1300 V 的系统，我们建议使用 1700 V 的半桥模块或 3 级 ANPC 模块。另外，如果系统为直流耦合，电池电压小于 1000 V，我们推荐使用 1200 V CoolSiC™ 模块。

  • 125 kW 到 2 MW 的 PCS 拓扑结构 ：在这个以工业应用为主的类别中，英飞凌推荐的产品又可分为三个子类别。电池电压 1000 V 和 3 级 NPC1：62 毫米， EconoDUAL™ 3 。对于电池电压 1500 V 和 3 级 ANPC，我们使用 Easy 3B、62 mm、EconoDUAL™ 3、PrimePACK™ 3、PrimePACK™ 3+，最后，对于电池电压 1500 V 和 3 级 NPC2，我们使用 PrimePACK™ 3+。

关于功率转换系统

功率转换系统（PCS）是储能系统的重要组成部分，是电池与电网之间的桥梁。其中，AC-DC 和 DC-AC 转换在功率转换系统（PCS）中进行，转换后的电能流入电池为其充电，或从电池储存的能量转换为交流电，并输入电网。

英飞凌的 PCS 解决方案可在您的 ESS 设计中实现高效、高功率密度和可靠的功率转换系统。更多细节请查看方框图和此页面上的内容。

不同 PCS 功率范围的英飞凌解决方案

在 PCS 中，低于 30 kW 的解决方案通常最好采用分立解决方案，如 OptiMOS™、CoolMOS™ 和 CoolSiC™ MOSFET，以及用于更先进的快速开关设计的 CoolGaN™ HEMT。此外，当功率超过 100 kW 时，采用 CoolSiC™ 和 TRENCHSTOP™ 5 IGBT 模块以及高度集成的 3 电平 EasyPIM™、EasyPACK™ 和 EasyDUAL™ IGBT 功率模块的模块化方法最经济实惠。

而介于以上两者之间的功率范围，最好根据具体情况评估确定是使用分立式还是模块式解决方案。由于每个开关都需要一个驱动器，并且每个驱动器都需要控制，我们提供相应的 EiceDRIVER™ 栅极驱动 IC 以及 XMC™ 微控制器和电流传感器解决方案。我们的 OPTIGA™ 安全产品完善了产品系列，确保了数据的保护和安全。

功率转换系统拓扑结构和产品推荐

英飞凌为 ESS 提供的电源转换系统产品分为三类：

  • PCS 拓扑 <10 kW：英飞凌通过应用市场领先的碳化硅 (SiC) 和硅 (Si) MOSFET 以及与最合适的栅极驱动器配对的 IGBT 技术，实现具有最高效率和功率密度的全住宅系统解决方案。
  • 10 kW 至 125 kW 的 PCS 拓扑 ：如果系统是交流耦合且电池电压小于 1000 V，推荐使用 CoolSiC™ 模块 1200 V 半桥（2 电平）、Easy CoolSiC™ 3 电平（3 电平 NPC2）。而对于电池电压为 1200 V 或 1300 V 的系统，我们建议使用 1700 V 的半桥模块或 3 级 ANPC 模块。另外，如果系统为直流耦合，电池电压小于 1000 V，我们推荐使用 1200 V CoolSiC™ 模块。

  • 125 kW 到 2 MW 的 PCS 拓扑结构 ：在这个以工业应用为主的类别中，英飞凌推荐的产品又可分为三个子类别。电池电压 1000 V 和 3 级 NPC1：62 毫米， EconoDUAL™ 3 。对于电池电压 1500 V 和 3 级 ANPC，我们使用 Easy 3B、62 mm、EconoDUAL™ 3、PrimePACK™ 3、PrimePACK™ 3+，最后，对于电池电压 1500 V 和 3 级 NPC2，我们使用 PrimePACK™ 3+。

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