探索逆变器小型化趋势 碳化硅、软开关技术成研发重点
2019-07-01 15:33:56 来源:哔哥哔特商务网 作者:典乾 点击:2431
【哔哥哔特导读】近年来,逆变器厂家竞争激烈,其总体趋势是体积越来越小,重量是越来越轻,是什么在推动着逆变器小型化发展?
近年来,逆变器厂家竞争激烈,其总体趋势是体积越来越小,重量是越来越轻,是什么在推动着逆变器小型化发展?
逆变器的核心技术是热设计技术和输出电流谐波控制技术,功率器件的开关频率越高,输出波形就越好,但器件的损耗也越高,逆变器体积最大,最贵的两种器件是散热器和电感,它们的体积、成本,重量约占逆变器的30%左右。
要想减少散热器的体积,就必须要减少功率器件的热损耗,目前有两种技术路线:一是采用碳化硅材料的元器件,降低功率器件的内阻;二是软开关技术,降低功率器件两端的电压,降低功率器件的开关频率。电感是控制逆变器输出波形最关键的硬件,要想减少电感的体积,就必须增加功率器件的开关频率。
碳化硅(SiC)器件属于宽禁带半导体组别,与常用硅(Si)器件相比,有许多优势:一是耐高压,碳化硅器件具备更高的击穿电场强度,最高耐压可达10kV,比硅(Si)器件耐压提高了几倍;二是耐高温,其最高结温可达600度;三是碳化硅器件开关损耗非常低,非常适合用于高开关频率系统,当开关频率大于20Khz时,碳化硅器件损耗是硅IGBT的50%。
其缺点是缩小了应用范围,一是电流较小,迄今为止SiC MOSFET和肖特基二极管的最大额定电流小于100A,大功率逆变器用不上;二是产能不足,价格还比较贵;三是稳定性和硅基IGBT相比还差一点。
软开关技术利用谐振原理,软开关谐振变换器是由电感、电容组成谐振电路,使开关器件中的电流或者电压按正弦或者准正弦规律变化,当电流自然过零时,关断器件;当电压自然过零时,开通器件。从而减少了开关损耗,同时极大地解决了感性关断,容性开通等问题。当开关管两端的电压或流过开关管的电流为零时才导通或者关断,这样开关管不会存在开关损耗。
其缺点是,这种技术增加了很多器件,系统变得复杂,可靠性降低;由于光伏逆变器要保证功率因素为1,因此软开关技术只适合在前级DC-DC变换中用到,后级的DC-AC变换还需要多电平技术。
总而言之,要想把逆变器体积降低,一个途径是使用碳化硅材料的功率开关器件,提高开关频率,降低电感的体积,但碳化硅目前技术还不是非常成熟,价格较贵,容量也比较小,应用受到限制;另一个途径是采用软开关和多电平技术,可以降低器件的电压,减少损耗,从而减少散热器的体积,还可以间接提高开关频率,降低电感的体积,但是这个方案元器件增加几倍,增加了系统的风险。
图片来源于网络
本文为哔哥哔特资讯原创文章,未经允许和授权,不得转载,否则将严格追究法律责任;
【2024年4月17日,德国慕尼黑和中国上海讯】英飞凌科技股份公司(FSE代码:IFX / OTCQX代码:IFNNY)为快速成长的绿色能源行业领导者、逆变器及储能系统制造商——麦田能源提供功率半导体器件,共同推动绿色能源发展。
光伏行业近期表现亮眼,IGBT扮演着关键角色!面对这一增长趋势,国内IGBT生产商的表现如何?Big-Bit 产业研究室为您揭示它们的实力和市场地位。
进入21世纪以来,清洁能源取得了长足的进步,全球光伏装机快速增长。
光伏组件行业去年迎来了大洗牌,国产光伏组件市占率更进一步。作为上游的国内光伏MOS厂商们发展的如何了?Big-Bit产业研究室评选出了排名前十的本土光伏逆变器MOS厂商。
2022年全球光伏微型逆变器营收在160亿元左右,除去30%左右的毛利率,2022年全球光伏微型逆变器市场规模大概在115亿元,预计到2025年将达到520亿元,市场空间十分广阔。
储能逆变器产业链、市场规模,竞争格局等,半导体器件在储能逆变器里的产品展示及市场分析
第一时间获取电子制造行业新鲜资讯和深度商业分析,请在微信公众账号中搜索“哔哥哔特商务网”或者“big-bit”,或用手机扫描左方二维码,即可获得哔哥哔特每日精华内容推送和最优搜索体验,并参与活动!
发表评论