第二代SiC碳化硅MOSFET在光伏逆变器中的应用

组串式逆变器是基于模块化概念基础上的，每个光伏组串通过一个逆变器，多块电池板组成一个组串，接入小功率单相逆变器在直流端具有最大功率峰值跟踪，在交流端并联并网，已成为现在全球市场上最流行的逆变器。拓扑结构采用DC－DC－BOOST升压（MPPT）和DC－AC全桥逆变两级电力电子器件变换，防护等级一般为IP65。体积较小，可室外壁挂式安装。

组串光伏逆变器有多路MPPT，每路MPPT器件选型为B2M035120YP*1（电流能力更大，支持更高功率的光伏电池板接入），或者B2M040120Z*1+碳化硅肖特基二极管B2D30120HC1,B3D30120HC,B2D30120H1,B3D30120H.

（1）MPPT选择基本半导体SiC碳化硅功率器件方案的逻辑：

   组串式逆变器早期旧方案中的开关管需要用两颗40A/1200V IGBT并联或者75A/1200V IGBT，升压二极管是1200V 60A Si FRD，开关管的开关频率只有16kHz~18kHz

   而新方案选用基本半导体第二代SiC碳化硅MOSFET开关频率为40kHz，且单路MPPT不用并联开关器件，同时大幅度减小了磁性元件的体积和成本，并且SiC MOSFET的壳温低于100℃，提升了系统可靠性。

   系统厂商评估过采用基本半导体第二代SiC碳化硅MOSFET，系统成本可以计算的过来。

（2）选用基本半导体第二代SiC碳化硅MOSFET的原因

    组串式逆变器单路MPPT的有效值为32A，并考虑开关损耗因素，使用B2M035120YP*1（电流能力更大，支持更高功率的光伏电池板接入），或者B2M040120Z*1可以完成任务。工商业主要采用210组件，功率密度还在提升。B2M035120YP*1（电流能力更大，支持更高功率的光伏电池板接入），或者B2M040120Z*1的门极电阻：Rgon=Rgoff=10Ω，驱动电压：-4V/18V.

 （3）光储一体机储能用双向Buck-Boost DC/DC变换器，选用B2M035120YP（电流能力更大）或者B2M040120Z替代IGBT器件，提升Buck-Boost DC/DC变换开关频率到40-60KHz，大幅度减小了磁性元件的体积和成本.

碳化硅MOSFET具有优秀的高频、高压、高温性能，是目前电力电子领域最受关注的宽禁带功率半导体器件。在电力电子系统中应用碳化硅MOSFET器件替代传统硅IGBT器件，可提高功率回路开关频率，提升系统效率及功率密度，降低系统综合成本。

基本半导体第二代碳化硅MOSFET系列新品基于6英寸晶圆平台进行开发，比上一代产品在比导通电阻、开关损耗以及可靠性等方面表现更为出色。在原有TO-247-3、TO-247-4封装的产品基础上，基本半导体还推出了带有辅助源极的TO-247-4-PLUS、TO-263-7及SOT-227封装的碳化硅MOSFET器件，以更好地满足客户需求。

基本半导体第二代碳化硅MOSFET亮点

更低比导通电阻：第二代碳化硅MOSFET通过综合优化芯片设计方案，比导通电阻降低约40%，产品性能显著提升。

更低器件开关损耗：第二代碳化硅MOSFET器件Qg降低了约60%，开关损耗降低了约30%。反向传输电容Crss降低，提高器件的抗干扰能力，降低器件在串扰行为下误导通的风险。

更高可靠性：第二代碳化硅MOSFET通过更高标准的HTGB、HTRB和H3TRB可靠性考核，产品可靠性表现出色。

更高工作结温：第二代碳化硅MOSFET工作结温达到175°C，提高器件高温工作能力。