揭开光伏辅助电源之谜

随着“ 3060”的引入,碳中和目标,光伏发电行业已经引起了社会的广泛关注。光伏逆变器是光伏发电中至关重要的设备,它们负责面板功率控制(MPPT)和DC / AC转换(DC / AC)。每个光伏逆变器具有一组或两组辅助电源,以静默方式“点亮”灯。控制和驱动电路。对于几十千瓦以下的家用单摄像机或小型第三摄像机,通常一组几十瓦的辅助电源就可以满足要求。对于最近在1500V地面电站中使用的200kWplus串式逆变器,需要两组150W〜200W辅助电源,一组在直流侧负责主电源任务,另一组位于交流电测量中加载。 PID维修和备用电源任务。辅助电源在光伏逆变器中无声工作,虽然低调,但必不可少。让我们一起揭开光伏辅助电源的神秘面纱。 1.辅助电源拓扑一般而言,1100Vdc串逆变器的辅助电源将采用单端反激式拓扑,如图1所示:图1.适用于1100Vdc光伏逆变器的辅助电源拓扑对于1500Vdc串逆变器,由于现有功率器件的电压水平的限制,光伏辅助电源的拓扑结构是双端反激式拓扑结构。如图2所示:图2.应用于1500Vdc光伏逆变器的辅助电源拓扑,无论哪种拓扑都与核心功率器件(即1700VMOSFET)密不可分。众所周知,串式逆变器的辅助电源对体积,效率和成本有很高的要求。因此,功率器件的选择已成为关键。 2.英飞凌1700VSiCMOSFET在光伏辅助电源中的应用优势如图3所示。辅助电源的效率与三种不同MOSFET的输入电压之间的关系如图3所示。可以看出,效率SiCMOSFET的功率将比SiMOSFET高2.5%以上。更高的效率还意味着更少的散热投资和更小的尺寸。此外,SiC器件可以在更高的开关频率下工作,更高的开关频率可以进一步减小无源器件的尺寸。鉴于光伏辅助电源的电流开关频率高于60kHz,使用1700V SiCMOSFET已成为最佳选择。图3.1。比较700VSiCMOS和SiMOS的效率。英飞凌的1700V450mΩ/650mΩ/1000mΩCoolSiCMOSFET系列可以满足客户在不同功率范围内的应用要求(有关详细产品信息,请单击:新产品| D2PAK-7L封装的1700VCoolSiCMOSFET,辅助电源的理想搭档)。该产品使用经典的D2PAK-7L封装,实际产品如图4所示。作为辅助电源应用的主要产品,其主要优点如下:1.电气间隙和爬电距离更高如图5所示,D2PAK-7L封装的厚度为7.1mm。根据IEC60664-4标准,如图6所示,7.1mm的电气间隙可以满足> 1800V的峰值电压的要求。传统的TO247封装只能满足约1400V峰值电压的要求。图6. IEC60664-4的电气间隙要求2.可以由控制器直接驱动,无需驱动电路图7. IMBF170R1K0M1的推荐栅极驱动电压3. SMD封装,紧凑的设计,提高了生产和安装效率经典D2PAK -7L SMD封装,支持回流焊接。普通的TO247封装作为串联封装,需要再进行波峰焊。此外,TO247封装需要涂导热油脂,绝缘垫片和散热器。与PCB散热相比,其安装方法更为复杂,成本较高。最后,由于SMD封装尺寸小,节省了宝贵的PCB空间。特别适用于对电路板高度有严格要求的场景。 3.应用建议,散热谈到这一点,许多小伙伴不禁要问:采用这种紧凑的封装,芯片的散热是否难以处理?实际上,事实并非如此。首先,将SMD封装通过焊接直接焊接在PCB铜箔上,其接线盒(结壳)的热阻类似于TO247。并且与导热油脂相比,焊接的导热性更好。 SMD封装的问题是如何有效地将热量散布到PCB铜上