傾佳電子楊茜為320KW光伏逆變器提供BASiC基本股份(BASiC Semiconductor)全國產SiC碳化硅功率器件（MOSFET+SBD+隔離器驅動+隔離供電）的飛跨電容三電平BOOST MPPT方案

在1500V大組串光伏逆變器中，飛跨電容三電平BOOST電路通過降低器件應力、優化開關損耗、提升波形質量和動態響應，顯著增強了MPPT效率和系統可靠性，是高壓、高功率密度光伏系統的理想選擇。盡管存在控制復雜性和電容設計挑戰，但其綜合優勢在高電壓場景下仍具有不可替代性。國產SiC碳化硅功率器件（如BASiC基本股份）已經逐步成熟，全面取代老舊IGBT模塊的解決方案。

傾佳電子楊茜致力于推動國產SiC碳化硅模塊在電力電子應用中全面取代進口IGBT模塊，助力電力電子行業自主可控和產業升級！

傾佳電子楊茜咬住SiC碳化硅MOSFET功率器件三個必然，勇立功率半導體器件變革潮頭：

傾佳電子楊茜咬住SiC碳化硅MOSFET模塊全面取代IGBT模塊的必然趨勢！

傾佳電子楊茜咬住SiC碳化硅MOSFET單管全面取代IGBT單管的必然趨勢！

傾佳電子楊茜咬住650V SiC碳化硅MOSFET單管全面取代SJ超結MOSFET和高壓GaN 器件的必然趨勢！

1. 系統架構設計

拓撲結構：采用飛跨電容三電平BOOST電路，降低開關器件電壓應力，提升效率。

主開關管：SiC MOSFET B3M013C120Z（2個，分別作為高、低邊開關）。

續流二極管：SiC二極管 B3D80120H2（零反向恢復損耗，適用于高頻續流）。

飛跨電容：選用低ESR薄膜電容（如100μF/630V，平衡中點電壓）。

Boost電感：定制鐵硅鋁磁芯電感（電感值約200μH，電流紋波<10%）。

輸出電容：電解電容+薄膜電容組合（總容值≥2mF，抑制母線電壓紋波）。

2. 關鍵參數計算

輸入/輸出電壓：

光伏陣列MPPT范圍：250-800VDC（假設單串最大功率點電壓）。

母線輸出電壓：1500VDC（滿足三電平逆變需求）。

開關頻率：50kHz（權衡效率與EMI）。

電感設計：

L=ΔI?fsw?Vin??D?=0.1?400A?50kHz800V?0.5?≈200μH

功率器件選型驗證：

MOSFET電流應力：Irms?=400A×D?=283A（需并聯2個B3M013C120Z，單管176A@25°C）。

二極管電流應力：Iavg?=400A×(1?D)=200A（需并聯2個B3D80120H2，單管108A@135°C）。

3. 驅動與保護電路

隔離驅動IC：BTD5350MCWR（SOW-8封裝，5000Vrms隔離）。

高邊驅動配置：隔離電源供電（如BTP1521P +變壓器）。

米勒鉗位功能：連接CLAMP引腳至MOSFET源極，抑制誤導通。

保護功能：

過流保護：霍爾傳感器檢測電感電流，觸發驅動IC關斷。

飛跨電容電壓平衡：采用電壓采樣+PI控制，動態調整占空比。

4. 控制策略

MPPT算法：增量電導法（動態響應快，適應光照變化）。

三電平PWM生成：

載波移相調制（PS-PWM），降低諧波。

飛跨電容電壓閉環控制，確保中點電壓穩定在750V。

軟啟動：逐步提升占空比，避免浪涌電流。

5. 熱管理與EMI設計

散熱設計：

MOSFET功率損耗：Ploss?=Irms2??RDS(on)?+Esw??fsw?≈1.2kW（需液冷散熱，結溫≤150°C）。

二極管損耗：Pdiode?=VF??Iavg?≈2.5kW（強制風冷+銅基板）。

EMI優化：

PCB布局：高低壓分區，減少環路面積。

輸入/輸出端加裝共模電感和X2Y電容。

6. 方案優勢

高效率：SiC器件+高頻三電平拓撲，整機效率≥98.5%。

高功率密度：緊湊設計，功率密度>1kW/kg。

高可靠性：隔離驅動+飛跨電容電壓平衡，確保長期穩定運行。

7. 驗證與測試

仿真驗證：PLECS仿真開關波形、損耗及熱分布。

樣機測試：

滿載320KW效率測試（需滿足98%以上）。

飛跨電容電壓波動<5%（動態負載階躍測試）。

EMI測試符合CISPR 11 Class A標準。

總結：本方案通過BASiC基本股份(BASiC Semiconductor)全國產SiC器件B3M013C120Z以及B3D80120H2的高頻優勢和三電平拓撲的電壓應力優化，結合BTD5350MCWR的可靠驅動以及高邊驅動配置：隔離電源供電（如BTP1521P +變壓器），實現了高效、高功率密度的光伏MPPT Boost電路，適用于1500V系統的320KW級逆變系統。

審核編輯 黃宇