上海贝岭650V80A IGBT在光伏逆变器上的应用

　　当今世界的主要能源来源还是化石能源，而化石能源在使用后会排出大量的污染物，严重影响到人类的健康问题。太阳能因其取之不尽用之不竭且无环境污染等优点，已经成为人类追求新能源的首选;太阳能的应用非常广泛，其中最主要的发电应用有光热发电、光伏发电等;在太阳能的多种应用中，光伏发电是目前世界上最为普遍的一种方式。

　　光伏逆变器是太阳能发电系统的心脏，它将太阳能电池板产生的直流电转化为符合电网电能质量要求的交流电，其性能直接影响发电效率、电网兼容性和系统可靠性。

　　绝缘栅双极晶体管(Insulate-Gate Bipolar Transistor—IGBT)综合了电力晶体管(Giant Transistor—GTR)和电力场效应晶体管(Power MOSFET)的优点，具有大电流、高电压、易驱动等良好的特性，广泛应用于光伏逆变器。上海贝岭一直积极研发新一代的IGBT技术，为满足市场终端需求，推出650V/80A IGBT单管BLG80T65FDH7，助力客户光伏逆变器应用高效率、高可靠性设计。

　　典型应用拓扑

　　上海贝岭IGBT单管BLG80T65FDH7，额定电流80A，耐压650V，对目前主流户用光伏逆变器拓扑Heric等都有很好的匹配， 同时也适用于三相NPC1和NPC2(横管)的应用。

　　表1 主流光伏逆变拓扑

　　BLG80T65FDH7 产品特点

　　上海贝岭BLG80T65FDH7采用新一代微沟槽多层场截止IGBT技术，通过微沟槽结构增加载流子注入效率，优化导通压降;场截止层加速关断时的载流子抽取，降低开关损耗;多层场截止结构提高高温稳定性;同时内部采用超快速软恢复二极管进行反并联。技术特性精准匹配光伏逆变器对高效、高频、高可靠性的需求。

　　性能特点：

　　优化开通损耗和关断损耗，开关频率高

　　低导通压降Vce(sat)，减小器件的导通损耗

　　Vce(sat)正温度系数，易于并联使用

　　高BVces耐压能力

　　低VF和快软恢复二极管

　　HV-H3TRB加严可靠性验证，保证极端运行环境下使用寿命

　　符合175℃结温的工业级和车规级考核标准

　　BLG80T65FDH7 产品核心优势

　　4.1 效率优势——低饱和压降Vce(sat)

　　光伏应用中IGBT的导通损耗占总损耗比例较大，影响导通损耗的主要参数为VCE(sat)，常温25℃和高温175℃下贝岭BLG80T65FDH7导通压降达到国际大厂水平，且比竞品略低。且随着结温上升，VCE(sat)正温度系数，有利于解决并联应用中的均流和热平衡问题。

　　图4.1 VGE=15V 饱和压降对比

　　4.2 动态性能升级——低开关损耗

　　在光伏逆变应用中，单管IGBT一般设计工作在20kHz左右，并且有高频化的趋势，因此降低IGBT开关损耗也尤为重要，上海贝岭BLG80T65FDH7降低导通压降，同时优化了开关损耗，如图4.2所示， BLG80T65FDH7开启损耗和竞品相差不大，关断损耗比竞品略低，总开关损耗略小于竞品，性能达到国际大厂 S5系列水平。

　　图4.2 IGBT开关损耗对比

　　4.3 IGBT合封二极管——较低VF 和Qrr

　　BLG80T65FDH7合封较低VF的二极管，有利于降低二极管续流过程的导通损耗。如表2所示，贝岭IGBT合封二极管VF和竞品相差不大。

　　表2 IGBT合封二极管压降对比

　　相同测试条件下，BLG80T65FDH7合封二极管 Qrr比竞品更小，在高频应用中损耗更小，更有优势。

　　图4.3 IGBT合封二极管Qrr对比

　　4.4 温升表现良好——板级温升测试

　　上海贝岭BLG80T65FDH7基于优异的器件设计，各项参数和功率器件国际大厂I公司接近，部分参数更优，为光伏应用通过系统测试提供了保障。如图4.4，在常温环境下，上海贝岭BLG80T65FDH7和I公司产品在10kW光伏逆变平台测试，壳温基本一致，产品性能满足客户的需求。

　　图4.4 IGBT壳温对比

　　上海贝岭功率器件选型方案

　　上海贝岭功率器件产品系列齐全，包括MOSFET、IGBT等产品，满足客户各类光伏逆变器设计需求，具体型号参考表3：

　　表3 功率器件选型表

　　上海贝岭IC器件选型方案

　　上海贝岭在光伏逆变器领域产品配套齐全，除功率器件以外，还可以提供各类电源管理IC和信号链IC供客户选择，具体型号参考表4：

　　表 4 IC器件选型表