【導讀】在今天的博文中
，我們會進一步深入探討——隨著時代的發展
，高效功率晶體管技術對組串式光伏逆變器的影響。在電力儲能係統中

，光伏逆變器是進行電流轉換必不可缺的組件。

歐盟提出力爭在2030年前將碳排放水平降低62%。也就是說，要在7年nian時shi間jian內nei實shi現xian這zhe一yi目mu標biao。顯xian然ran，全quan球qiu朝chao著zhe可ke再zai生sheng能neng源yuan邁mai進jin已yi成cheng必bi然ran趨qu勢shi，全quan世shi界jie都dou在zai探tan索suo如ru何he利li用yong可ke再zai生sheng能neng源yuan來lai滿man足zu能neng源yuan需xu求qiu
，同tong時shi降jiang低di碳tan排pai放fang。就jiu可ke再zai生sheng能neng源yuan和he儲chu能neng係xi統tong而er言yan，有you許xu多duo幕mu後hou功gong臣chen在zai為wei生sheng產chan可ke再zai生sheng能neng源yuan默mo默mo付fu出chu。

在今天的博文中
，我們會進一步深入探討——隨著時代的發展
，高效功率晶體管技術對組串式光伏逆變器的影響。在電力儲能係統中，光伏逆變器是進行電流轉換必不可缺的組件。

首(shou)先(xian)，來(lai)談(tan)一(yi)談(tan)組(zu)串(chuan)式(shi)光(guang)伏(fu)逆(ni)變(bian)器(qi)及(ji)其(qi)功(gong)能(neng)。組(zu)串(chuan)式(shi)光(guang)伏(fu)逆(ni)變(bian)器(qi)是(shi)將(jiang)太(tai)陽(yang)光(guang)轉(zhuan)化(hua)為(wei)可(ke)用(yong)電(dian)力(li)的(de)無(wu)名(ming)英(ying)雄(xiong)。它(ta)們(men)進(jin)行(xing)電(dian)流(liu)轉(zhuan)換(huan)，以(yi)使(shi)電(dian)流(liu)兼(jian)容(rong)設(she)備(bei)和(he)電(dian)網(wang)。在(zai)使(shi)電(dian)流(liu)與(yu)電(dian)網(wang)同(tong)步(bu)的(de)同(tong)時(shi)，它(ta)們(men)必(bi)須(xu)最(zui)大(da)限(xian)度(du)地(di)提(ti)高(gao)功(gong)率(lv)輸(shu)出(chu)，以(yi)確(que)保(bao)太(tai)陽(yang)能(neng)係(xi)統(tong)高(gao)效(xiao)運(yun)行(xing)。

隨(sui)著(zhe)時(shi)代(dai)的(de)發(fa)展(zhan)，組(zu)串(chuan)式(shi)光(guang)伏(fu)逆(ni)變(bian)器(qi)已(yi)取(qu)得(de)了(le)顯(xian)著(zhu)進(jin)步(bu)，主(zhu)要(yao)通(tong)過(guo)利(li)用(yong)更(geng)高(gao)效(xiao)的(de)功(gong)率(lv)晶(jing)體(ti)管(guan)

，減(jian)輕(qing)了(le)重(zhong)量(liang)，縮(suo)小(xiao)了(le)尺(chi)寸(cun)。這(zhe)些(xie)技(ji)術(shu)進(jin)步(bu)在(zai)太(tai)陽(yang)能(neng)行(xing)業(ye)掀(xian)起(qi)了(le)變(bian)革(ge)，提(ti)高(gao)了(le)裝(zhuang)機(ji)便(bian)捷(jie)性(xing)和(he)成(cheng)本(ben)效(xiao)益(yi)。通(tong)過(guo)采(cai)用(yong)更(geng)高(gao)效(xiao)的(de)功(gong)率(lv)晶(jing)體(ti)管(guan)，製(zhi)造(zao)商(shang)已(yi)經(jing)能(neng)夠(gou)設(she)計(ji)出(chu)占(zhan)用(yong)更(geng)少(shao)空(kong)間(jian)的(de)緊(jin)湊(cou)型(xing)逆(ni)變(bian)器(qi)，可(ke)以(yi)很(hen)容(rong)易(yi)地(di)將(jiang)之(zhi)集(ji)成(cheng)到(dao)家(jia)用(yong)和(he)商(shang)用(yong)太(tai)陽(yang)能(neng)係(xi)統(tong)中(zhong)。

這zhe些xie精jing簡jian型xing逆ni變bian器qi不bu僅jin簡jian化hua了le安an裝zhuang過guo程cheng
，而er且qie通tong過guo提ti高gao電dian流liu轉zhuan換huan效xiao率lv提ti升sheng了le係xi統tong整zheng體ti性xing能neng。隨sui著zhe功gong率lv晶jing體ti管guan技ji術shu不bu斷duan發fa展zhan，組zu串chuan式shi光guang伏fu逆ni變bian器qi變bian得de越yue來lai越yue輕qing便bian、越來越小巧的趨勢將繼續保持下去，促進廣泛采用太陽能發電作為清潔的可持續電力來源。

不同時期的組串式光伏逆變器采用的功率晶體管

從時間軸上看，早在2005年，我們的H5逆變器就采用IGBT模塊，實現了5kW單相和0.5W/in³功率密度。這種功率晶體管也具備主動冷卻功能。接下來，我們在2015年推出了5L逆變器
，它基於150V OptiMOS™ Si FET 5kW單相
，功率密度為3.3 W/in³。不同的是
，這些功率晶體管實現了被動冷卻。自2020年起，我們提供了6kW單相Heric逆變器，功率密度為4.7W/in³
，具備被動冷卻功能

，如CoolMOS™產品係列。功率晶體管的未來無疑是光明的，因此，我們預計到2025年
，采用碳化矽（SiC）和氮化镓（GaN）等材料的寬禁帶（WBG）技術將如日中天。英飛淩提供的WBG功率晶體管係列包括CoolSiC™和CoolGaN™等。

圖1. 英飛淩功率晶體管係列

寬禁帶（WBG）電力電子行業的痛點包括，在競爭激烈的市場中物料成本頗高
、供應局限和需要第二貨源。相比於通孔器件（THD），使用表麵貼裝器件（SMD）降低了勞動力成本。在可靠性和降噪方麵，無風扇設計趨勢明顯。更小巧、更緊湊的WBG設計支持一個人輕鬆完成安裝，降低了安裝成本。應對這些挑戰可以促進更廣泛地采用WBG技術。此外
，寬禁帶技術通過頂部散熱優化了熱管理
，提高了功率晶體管的性能。

圖 2. 功率晶體管演化史

在電力電子係統中，降低雜散電感對於實現更高開關頻率和提高效率起著至關重要的作用。較之傳統的THD封裝或功率模塊
，SMD封裝可以大幅降低雜散電感。得益於此
，功率晶體管能夠在更高開關頻率下工作。隨著新的寬禁帶（WBG）技(ji)術(shu)的(de)興(xing)起(qi)，現(xian)在(zai)可(ke)以(yi)在(zai)提(ti)高(gao)開(kai)關(guan)頻(pin)率(lv)的(de)同(tong)時(shi)
，有(you)效(xiao)地(di)控(kong)製(zhi)開(kai)關(guan)損(sun)耗(hao)，滿(man)足(zu)當(dang)今(jin)嚴(yan)格(ge)的(de)效(xiao)率(lv)標(biao)準(zhun)。支(zhi)持(chi)更(geng)高(gao)工(gong)作(zuo)頻(pin)率(lv)，有(you)利(li)於(yu)縮(suo)小(xiao)電(dian)感(gan)器(qi)和(he)電(dian)容(rong)器(qi)尺(chi)寸(cun)。此(ci)外(wai)，通(tong)過(guo)實(shi)現(xian)具(ju)備(bei)更(geng)低(di)功(gong)率(lv)損(sun)耗(hao)的(de)新(xin)型(xing)晶(jing)體(ti)管(guan)

，降(jiang)低(di)了(le)散(san)熱(re)要(yao)求(qiu)，減(jian)輕(qing)了(le)對(dui)大(da)量(liang)散(san)熱(re)的(de)依(yi)賴(lai)。這(zhe)些(xie)進(jin)步(bu)最(zui)終(zhong)帶(dai)來(lai)了(le)更(geng)緊(jin)湊(cou)的(de)設(she)計(ji)和(he)更(geng)低(di)物(wu)料(liao)成(cheng)本(ben)（BoM），從而提高了電力電子係統的效率和成本效益。

總之，高效功率晶體管的發展對組串式光伏逆變器產生了重大影響，這是值得深思的現象。這些技術進步造就了更小巧、更輕便並且具備更出色性能的逆變器。

最讓人讚歎的是
，這些創新解決了諸如高成本、gongyingjuxianheanzhuangkunnandengchangjiantiaozhan，tuidonglekezaishengnengyuandepujihekechixufazhan。nenggoujianzhenggonglvjingtiguanjishudebuduanjinbujiqiduigengqingjiedeweilaizuochudegongxian，wogandaowubizhenfen。

作者：Damijan Zupancic
，英飛淩電源與傳感係統事業部 應用市場經理

校對：徐斌

，英飛淩電源與傳感係統事業部 應用管理經理

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