太陽能逆變器的功率器件

在現(xiàn)在的生活中，太陽能產(chǎn)品處處可見，人們用太陽能煮飯，還有太陽能熱水器等等，無處不見太陽能產(chǎn)品，當(dāng)然，最重要的還是太陽能發(fā)電，但是目前的技術(shù)并不能讓人們很好利用太陽能發(fā)電，而它需要逆變器來配合，在太陽能逆變器的設(shè)計中，常用的IGBT分別為平面型IGBT和溝道型IGBT。在平面型IGBT中，多晶硅柵極是呈“平面”分布或者相對于p+體區(qū)是水平分布的。本文主要講解逆變器的相關(guān)知識。

在溝道型IGBT中，多晶硅柵極是以“溝道方式向下”進(jìn)入p+體區(qū)。這種結(jié)構(gòu)有一個優(yōu)點，就是可以減小通道對電子流的阻力并消除電流擁擠現(xiàn)象，因為此時電子垂直地在通道中流過。在平面型IGBT中，電子以某種角度進(jìn)入通道，引起電流擁擠，從而增加電子流的阻力。在溝道型IGBT中，電子流的增強(qiáng)使Vce(on)大幅度降低。

太陽能逆變器

除了降低Vce(on)外，通過將IGBT改成更薄的結(jié)構(gòu)可以降低開關(guān)能量。結(jié)構(gòu)越薄則空穴-電子復(fù)合速度就越快，這降低了IGBT關(guān)斷時的拖尾電流。為保持相同的耐擊穿電壓能力，在溝道型IGBT內(nèi)構(gòu)造了一個n場阻止層，以便在IGBT上的電壓增大時，阻止電場到達(dá)集電極區(qū)域。這樣實現(xiàn)的更低的傳導(dǎo)能量和開關(guān)能量允許逆變器的尺寸更小，或者相同尺寸逆變器的功率密度更大。

在太陽能發(fā)電系統(tǒng)中太陽能電池板需要串聯(lián)或并聯(lián)工作，太陽能模塊產(chǎn)生的直流電壓在幾百伏的數(shù)量級，如600V或1200V。上述最新的IGBT技術(shù)使得針對20kHz開關(guān)應(yīng)用的最新一代600V溝道型IGBT得以實現(xiàn)。以IR公司采用全橋拓?fù)錁?gòu)建的500W直流/交流逆變器演示板為例，通過測量所降低功耗表明，采用新型經(jīng)優(yōu)化的溝道型IGBT器件，可使散熱片溫度降低16%。功耗的降低使IGBT的效率比前一代IGBT器件提高了近30%。

一般來說，在直流/交流逆變器系統(tǒng)設(shè)計中，選擇IGBT器件的基本準(zhǔn)則是提高轉(zhuǎn)換效率、降低系統(tǒng)散熱片的尺寸、提高相同電路板上的電流密度。目前，市場上多家公司提供用于太陽能逆變器的功率器件，其中，包括IR、英飛凌、ST、飛兆半導(dǎo)體、Vishay、Microsemi、東芝等公司。以上就是太陽能發(fā)電的相關(guān)知識，目前太陽能還未能更好被人類利用，需要科研人員不斷努力，研究出更高效地產(chǎn)品，這樣才能保證我們?nèi)祟惖哪茉磯蛉祟惏l(fā)展所需。