原創(chuàng)

電壓型逆變電路的開(kāi)關(guān)元件是實(shí)現(xiàn)直流到交流轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵

時(shí)間：2024-10-20 22:05:05

關(guān)鍵字：直流電源電源電力

手機(jī)看文章

掃描二維碼
隨時(shí)隨地手機(jī)看文章

[導(dǎo)讀]電壓型逆變電路是一種將直流電源轉(zhuǎn)換為交流電源的電力電子設(shè)備，其特點(diǎn)是直流側(cè)為電壓源或并聯(lián)大電容，直流側(cè)電壓基本無(wú)脈動(dòng)，輸出電壓為矩形波。

電壓型逆變電路是一種將電源" target="_blank">直流電源轉(zhuǎn)換為交流電源的電力電子設(shè)備，其特點(diǎn)是直流側(cè)為電壓源或并聯(lián)大電容，直流側(cè)電壓基本無(wú)脈動(dòng)，輸出電壓為矩形波。這種逆變電路廣泛應(yīng)用于各種電源轉(zhuǎn)換場(chǎng)合，如太陽(yáng)能逆變器、不間斷電源(UPS)、電動(dòng)汽車(chē)充電器等。

電壓型逆變電路的開(kāi)關(guān)元件是實(shí)現(xiàn)直流到交流轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵，它們需要具備快速開(kāi)關(guān)能力、較高的電壓和電流承受能力以及較小的導(dǎo)通和開(kāi)關(guān)損耗。以下是一些常用的開(kāi)關(guān)元件：

晶體管，特別是雙極型晶體管(BJT)，在早期的電壓型逆變電路中得到了廣泛應(yīng)用。然而，由于以下原因，現(xiàn)代電壓型逆變電路更傾向于使用MOSFET和IGBT：

盡管如此，在一些特定的低頻或低功率應(yīng)用中，晶體管仍然可以作為電壓型逆變電路的開(kāi)關(guān)元件使用。

電壓型逆變電路是電力電子領(lǐng)域的重要組成部分，其開(kāi)關(guān)元件的選擇對(duì)電路的性能有著決定性的影響。雖然晶體管曾被廣泛用于逆變電路，但現(xiàn)代應(yīng)用更傾向于使用MOSFET和IGBT等更高效的開(kāi)關(guān)元件。

目前常用的光伏逆變器主要分為集中型逆變器、組串型逆變器、功率優(yōu)化器和微型逆變器這四種類型，而其中微型逆變器在家用光伏發(fā)電系統(tǒng)中的更加常用。最近幾年，充電頭網(wǎng)也先后淘到了昱能科技、達(dá)方、ENPHASE ENERGY、禾邁以及天技新能源五家廠商的9款微型逆變器，在深度拆解過(guò)后，我們發(fā)現(xiàn)英飛凌、意法半導(dǎo)體、Wolfspeed、萬(wàn)國(guó)半導(dǎo)體等多家功率器件廠商的身影，下文小編將為您詳細(xì)介紹。

電壓型逆變電路的開(kāi)關(guān)元件是實(shí)現(xiàn)直流到交流轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵

文中出現(xiàn)的功率器件如上表所示。

將文中功率器件廠商占比繪制成條形圖，發(fā)現(xiàn)英飛凌占比最高，可達(dá)32%。

另將文中出現(xiàn)的功率器件實(shí)際應(yīng)用次數(shù)繪制成條形圖，發(fā)現(xiàn)英飛凌BSC190N15NS3-G實(shí)際應(yīng)用次數(shù)最多，可達(dá)3次。

這款逆變器最大輸出功率為250W，輸出電壓為220V。直流最高輸入電壓為44V，支持24-35V最大功率跟蹤，最大輸入電流為12A。

開(kāi)關(guān)管來(lái)自英飛凌，絲印029N06N，實(shí)際型號(hào)為IPP029N06N，是一顆耐壓60V的NMOS，導(dǎo)阻為2.9mΩ，采用TO220封裝。

一顆MOS管來(lái)自英飛凌，型號(hào)IRF7317，是一顆N+P的雙MOS管，采用SO-8封裝，耐壓20V。

一顆MOS管來(lái)自安森美，型號(hào)FDD3672，是一顆100V耐壓，28mΩ的NMOS，采用TO252封裝。

一顆MOS管來(lái)自ST意法半導(dǎo)體，型號(hào)STF21N65M5，耐壓710V，導(dǎo)阻150mΩ，采用TO220FP封裝。

一顆Wolfspeed C3D04065A，為650V的碳化硅二極管，135℃下工作電流為6A，采用TO-220-2封裝。

1、拆解報(bào)告：昱能250W光伏并網(wǎng)微逆變器

這款逆變器最大輸出功率為250W，輸出電壓為220V。直流最高輸入電壓為55V，支持22-45V最大功率跟蹤，最大輸入電流為12A。

升壓開(kāi)關(guān)管來(lái)自英飛凌，型號(hào)BSC190N15NS3，NMOS，耐壓150V，導(dǎo)阻19mΩ，采用PG-TDSON-8封裝。

一顆MOS管來(lái)自威世，型號(hào)SI4848，耐壓150V，導(dǎo)阻70mΩ，采用SOP8封裝。

一顆MOS管來(lái)自意法半導(dǎo)體，型號(hào)STB18NM80，NMOS，耐壓800V，導(dǎo)阻250mΩ。

ST意法半導(dǎo)體STD10NM65N

一顆MOS管來(lái)自ST意法半導(dǎo)體，型號(hào)STD10NM65N，是一顆耐壓650V的NMOS，導(dǎo)阻430mΩ，采用DPAK封裝。

碳化硅二極管來(lái)自Wolfspeed沃孚半導(dǎo)體，型號(hào)為C4D02120E，耐壓為1200V，采用TO-252-2封裝。

1、拆解報(bào)告：昱能250W光伏并網(wǎng)微逆變器

這款逆變器型號(hào)為G64C，支持兩路直流輸入，其中直流輸入電壓范圍為22-60V，最大輸入電壓為60V，支持26-45V功率跟蹤，最大輸入電流為14A，支持600W交流輸出功率，額定輸出電壓為220Vac，輸出電流為2.72A。

同步開(kāi)關(guān)管來(lái)自德州儀器，型號(hào)CSD19502Q5B，NMOS，耐壓80V，導(dǎo)阻3.4mΩ，采用SON 5*6封裝。

兩顆開(kāi)關(guān)管來(lái)自東芝，型號(hào)TPHR9003NL，NMOS，耐壓30V，導(dǎo)阻1.1mΩ。

輸出調(diào)制管來(lái)自意法半導(dǎo)體，型號(hào)STB31N65M5，NMOS，耐壓650V，導(dǎo)阻124mΩ，采用D2PAK封裝。

1、拆解報(bào)告：DARFON達(dá)方600W光伏并網(wǎng)微逆變器

ENPHASE ENERGY M215光伏并網(wǎng)微型逆變器采用鋁合金外殼，自然對(duì)流散熱，具備IP67防護(hù)等級(jí)，支持-40℃~65℃，滿足戶外使用。逆變器最大輸出功率為215W，輸出電壓為230VAC。直流最高輸入電壓為45V，支持22-36V功率跟蹤，最大短路電流為15A。

上圖四顆升壓MOS管均來(lái)自英飛凌，型號(hào)BSC190N15NS3-G，是一顆耐壓150V，導(dǎo)阻19mΩ的NMOS，使用兩顆并聯(lián)，四顆對(duì)應(yīng)兩個(gè)變壓器。

還有兩顆MOS管來(lái)自意法半導(dǎo)體，型號(hào)STB18NM80，這是一款耐壓800V，導(dǎo)阻為250mΩ的NMOS。

快恢復(fù)整流管來(lái)自瑞能，型號(hào)BYV29B-600，規(guī)格為600V 9A，采用D2PAK封裝。

1、拆解報(bào)告：ENPHASE ENERGY 215W光伏并網(wǎng)微型逆變器

ENPHASE ENERGY這款逆變器型號(hào)為IQ8X-BAT-US，應(yīng)用在ENPHASE Encharge 10 電池系統(tǒng)中，支持并網(wǎng)和離網(wǎng)運(yùn)行，可利用電池在停電時(shí)供電，提供高質(zhì)量，靈活的儲(chǔ)能解決方案，極大降低了使用門(mén)檻。