碳化硅器件在光伏逆变器中的应用
光伏发电是sic器件除新能源汽车领域外的第二大应用领域。光伏逆变器作为光伏电站的转换设备，主要作用是将太阳电池组件产生的直流电转化为交流电。随着光伏产业迈入“大组件、大逆变器、大跨度支架、大组串”的时代，光伏电站电压等级将从1000v提升至1500v及以上，对功率器件的物理性能提出了更高的要求，此时碳化硅进入了大众视野。
在光伏发电应用中，虽然以硅基器件为主的传统逆变器成本约占系统10%左右，但它却是系统能量损耗的主要来源之一。相比于硅基igbt，sic mos具有更低的导通损耗、更低的开关损耗、无电流拖尾现象、高开关速度等优点，并且可以在高温等恶劣的环境中工作，有利于提高光伏逆变器使用寿命。基于sic优异的性能，sic在光伏领域的应用逐渐成熟，伴随渗透率的进一步提升，其有望逐渐替代硅基igbt在光伏逆变器上的应用。
光伏发电作为重要的绿色环保发电方式，发展前景广阔。未来，随着新能源替代传统燃料步伐加速，逆变器向高效率、高功率密度、高可靠性等方向发展，具备高功率、耐高压、 耐高温、高频和低能耗等优点的sic功率器件也将迎来发展新机遇。
碳化硅（sic）是第三代半导体材料，由于其优越的材料特性，目前在大功率应用中占有一席之地。与硅相比。碳化硅器件在太阳能逆变器的制造中发挥着至关重要的作用。
典型的光伏逆变器应用场景如下：
l1-10 kw用于生活应用
l100 w至 300 kw用于商业应用
l10-500 kw（未来将达到2 mw~20 mw） 用于公用工程系统
目前的重点是提高体积功率密度（w/m3） 和比功率 （w/kg），从而最大限度地降低成本光伏逆变器。sic功率半导体器件在光伏电池中的应用，可以帮助解决几个重要问题。
sic用于光伏电池中的逆变器
50 kw三相光伏逆变器系统
商业光伏装置的额定功率通常为100 kw至1 mw，尤其适用于商业体系。为满足大功率光伏系统的需求，有研究机构开发了50kw光伏逆变器系统样机，是业内第一款比功率为1kw/kg的全sic逆变器。
图：简化的50kw光伏逆变器电路原理图，显示系统中各种功率转换阶段
电源转换过程由4个通道组成（每通道12.5 kw）交错升压转换器和三个相位逆变器。升压转换器由两个20a sic mosfet和两个1200 v/10 a sic肖特基二极管并联组成。升压转换器在75 khz的切换频率下运行，在不同的输入电压条件下效率超过99%。
5 kw三相逆变器
除此之外，有研究者使用额定1200v/160a的半桥mosfet模块研制了一种5 kw三相全sic逆变器样机。尽管该逆变器不是专门为光伏应用设计的，但它能够证明sic功率器件在缩小系统规模的同时提高其效率的能力。该系统的切换频率为50 khz。与硅基逆变器相比，sic基逆变器能够减少27%的损耗。
图：5kw的sic三相逆变器样机及其内部结构图
文章来源：功率半导体生态圈
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光伏发电作为重要的绿色环保发电方式，发展前景广阔。未来，随着新能源替代传统燃料步伐加速，逆变器向高效率、高功率密度、高可靠性等方向发展，具备高功率、耐高压、 耐高温、高频和低能耗等优点的sic功率器件也将迎来发展新机遇。
碳化硅（sic）是第三代半导体材料，由于其优越的材料特性，目前在大功率应用中占有一席之地。与硅相比。碳化硅器件在太阳能逆变器的制造中发挥着至关重要的作用。
典型的光伏逆变器应用场景如下：
l1-10 kw用于生活应用
l100 w至 300 kw用于商业应用
l10-500 kw（未来将达到2 mw~20 mw） 用于公用工程系统
目前的重点是提高体积功率密度（w/m3） 和比功率 （w/kg），从而最大限度地降低成本光伏逆变器。sic功率半导体器件在光伏电池中的应用，可以帮助解决几个重要问题。
sic用于光伏电池中的逆变器
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图：简化的50kw光伏逆变器电路原理图，显示系统中各种功率转换阶段
电源转换过程由4个通道组成（每通道12.5 kw）交错升压转换器和三个相位逆变器。升压转换器由两个20a sic mosfet和两个1200 v/10 a sic肖特基二极管并联组成。升压转换器在75 khz的切换频率下运行，在不同的输入电压条件下效率超过99%。
5 kw三相逆变器
除此之外，有研究者使用额定1200v/160a的半桥mosfet模块研制了一种5 kw三相全sic逆变器样机。尽管该逆变器不是专门为光伏应用设计的，但它能够证明sic功率器件在缩小系统规模的同时提高其效率的能力。该系统的切换频率为50 khz。与硅基逆变器相比，sic基逆变器能够减少27%的损耗。
图：5kw的sic三相逆变器样机及其内部结构图
文章来源：功率半导体生态圈
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