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傾佳電子戶用儲能系統(tǒng)架構(gòu)、拓?fù)浼癝iC碳化硅功率器件應(yīng)用深度解析

楊茜 ? 來源:jf_33411244 ? 作者:jf_33411244 ? 2025-10-15 18:23 ? 次閱讀
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傾佳電子戶用儲能系統(tǒng)架構(gòu)、拓?fù)浼癝iC碳化硅功率器件應(yīng)用深度解析

傾佳電子(Changer Tech)是一家專注于功率半導(dǎo)體和新能源汽車連接器的分銷商。主要服務(wù)于中國工業(yè)電源、電力電子設(shè)備和新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈。傾佳電子聚焦于新能源、交通電動化和數(shù)字化轉(zhuǎn)型三大方向,并提供包括IGBT、SiC MOSFET、GaN等功率半導(dǎo)體器件以及新能源汽車連接器。?

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第一章:戶用儲能系統(tǒng)架構(gòu)范式

隨著全球能源結(jié)構(gòu)向低碳化轉(zhuǎn)型,以光伏為代表的分布式可再生能源滲透率持續(xù)提升,戶用儲能系統(tǒng)作為提升電能質(zhì)量、實現(xiàn)能源自給和優(yōu)化用電成本的關(guān)鍵技術(shù),正迎來快速發(fā)展期 。戶用儲能系統(tǒng)的核心在于其電氣架構(gòu),其中,直流耦合與交流耦合是兩種主流的技術(shù)路徑,它們從根本上決定了系統(tǒng)的能量流向、轉(zhuǎn)換效率和應(yīng)用場景。

1.1 直流耦合架構(gòu)

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直流耦合架構(gòu),又稱混合型逆變器方案,其核心是將光伏(PV)陣列和儲能電池連接至混合逆變器的同一直流側(cè)母線(DC Bus)上 。

工作原理與能量路徑:在這種架構(gòu)中,光伏組件產(chǎn)生的直流電通過最大功率點跟蹤(MPPT)模塊后,直接匯入內(nèi)部的直流母線。當(dāng)光伏發(fā)電功率超出家庭負(fù)載需求時,多余的能量通過一個雙向DC/DC變換器直接為電池充電。這個“DC到DC”的充電路徑避免了傳統(tǒng)方案中“DC-AC-DC”的多次能量轉(zhuǎn)換,從而顯著提升了能量利用效率。當(dāng)需要從電池取電時,能量同樣通過該DC/DC變換器流向直流母線,再由逆變器轉(zhuǎn)換為交流電供給負(fù)載或電網(wǎng)。

效率與成本優(yōu)勢:由于能量在光伏、電池和直流母線之間以直流形式流動,減少了轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié),直流耦合系統(tǒng)的全系統(tǒng)往返效率通??筛哌_(dá)97%以上,而交流耦合系統(tǒng)一般在90%左右 。此外,該架構(gòu)將光伏MPPT、電池充放電管理和并網(wǎng)逆變功能集成于一臺“光儲一體機”或“混合逆變器”中,相較于需要獨立光伏逆變器和儲能逆變器的交流耦合方案,減少了關(guān)鍵功率設(shè)備的數(shù)量,從而降低了初始硬件投資和安裝成本 。

應(yīng)用場景:直流耦合架構(gòu)因其高度集成和成本效益,是新建光伏儲能系統(tǒng)(即“增量市場”或“綠地”項目)的理想選擇,能夠從設(shè)計之初就實現(xiàn)系統(tǒng)整體優(yōu)化 。

1.2 交流耦合架構(gòu)

交流耦合架構(gòu)的特點是光伏發(fā)電系統(tǒng)和電池儲能系統(tǒng)各自獨立,通過交流側(cè)進(jìn)行連接和能量交換 。

工作原理與能量路徑:一個典型的交流耦合系統(tǒng)包含一個標(biāo)準(zhǔn)的光伏并網(wǎng)系統(tǒng)(光伏陣列 + 光伏逆變器)和一個獨立的儲能系統(tǒng)(電池 + 雙向儲能逆變器)。兩個系統(tǒng)并行連接在家庭的交流電網(wǎng)上。當(dāng)需要用光伏電力為電池充電時,能量必須經(jīng)歷“DC(光伏)→ AC(光伏逆變器)→ DC(儲能逆變器)→ DC(電池)”的轉(zhuǎn)換路徑。這種“雙重轉(zhuǎn)換”是其效率低于直流耦合系統(tǒng)的主要原因 。

靈活性與可擴展性:交流耦合的最大優(yōu)勢在于其卓越的靈活性和模塊化特性。對于已經(jīng)安裝了光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的家庭(即“存量市場”或“棕地”項目),加裝儲能系統(tǒng)時無需對原有光伏部分做任何改動,只需將儲能系統(tǒng)并聯(lián)在交流側(cè)即可。這種即插即用的特性使得系統(tǒng)升級和擴展變得非常便捷 。

應(yīng)用場景:交流耦合方案是為現(xiàn)有光伏系統(tǒng)增加儲能功能的首選,廣泛應(yīng)用于改造和升級市場。此外,當(dāng)光伏陣列與儲能單元物理位置相距較遠(yuǎn)時,交流耦合也因其布線簡單的優(yōu)勢而具備應(yīng)用價值 。

1.3 架構(gòu)對比與市場趨勢

直流耦合與交流耦合的選擇是效率、成本與靈活性之間的權(quán)衡。直流耦合以其高效率和低成本在新建市場中占據(jù)優(yōu)勢,而交流耦合則憑借其靈活性主導(dǎo)著存量改造市場。

表1: 直流耦合與交流耦合架構(gòu)對比

特性 直流耦合架構(gòu) 交流耦合架構(gòu)
能量轉(zhuǎn)換效率 更高,通常 >97% 較低,通常約90%
系統(tǒng)成本 較低,僅需一臺混合逆變器 較高,需要光伏和儲能兩臺逆變器
系統(tǒng)靈活性 較低,擴展復(fù)雜 很高,易于改造和擴展
核心組件 混合逆變器(光儲一體機) 光伏逆變器 + 儲能逆變器
主要應(yīng)用市場 新建光儲系統(tǒng)(增量市場) 現(xiàn)有光伏系統(tǒng)加裝儲能(存量市場)

從技術(shù)發(fā)展的角度看,系統(tǒng)架構(gòu)的選擇直接決定了其內(nèi)部電力電子拓?fù)涞难葸M(jìn)方向。直流耦合架構(gòu)將多個端口(光伏、電池、電網(wǎng)/負(fù)載)的能量管理集中于一個設(shè)備中,這自然催生了對更高效、更緊湊的多端口功率變換器的需求。這種需求正是推動三端口變換器等先進(jìn)拓?fù)浒l(fā)展的核心動力。相比之下,交流耦合架構(gòu)的本質(zhì)是分布式、單功能變換器的組合。因此,市場對更高效率和更低系統(tǒng)成本的追求,正驅(qū)動著直流耦合方案及其核心的多端口變換器技術(shù)不斷創(chuàng)新。

第二章:新興拓?fù)洹丝谧儞Q器(TPC)的興起

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在直流耦合架構(gòu)的驅(qū)動下,為了進(jìn)一步提升功率密度、降低系統(tǒng)成本和復(fù)雜性,三端口DC-DC變換器(Three-Port Converter, TPC)作為一種高度集成的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)應(yīng)運而生。它被視為替代傳統(tǒng)雙DC-DC變換器方案(一個用于光伏MPPT,一個用于電池雙向充放電)的下一代技術(shù)。

2.1 TPC原理與核心優(yōu)勢

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三端口變換器是一種單一的功率變換級,能夠同時連接三個電氣端口,通常是光伏輸入端、電池儲能端和連接逆變級的直流母線/負(fù)載端 。其核心優(yōu)勢在于通過功率器件和磁性元件的復(fù)用,實現(xiàn)了比傳統(tǒng)方案更高的集成度。

相較于使用兩個獨立DC-DC變換器的傳統(tǒng)直流耦合方案,TPC的主要優(yōu)勢包括:

減少組件數(shù)量:用一個集成的變換器取代了兩個,顯著減少了功率開關(guān)、驅(qū)動電路控制器和磁性元件的數(shù)量 。

提高功率密度:更少的組件意味著更小的體積和重量,有助于實現(xiàn)更緊湊、輕量化的光儲一體機設(shè)計 。

降低系統(tǒng)成本:硬件成本和制造成本因組件數(shù)量的減少而降低 。

集中式能量管理:所有端口的能量流動由一個控制器統(tǒng)一協(xié)調(diào),簡化了控制架構(gòu),并可能實現(xiàn)更優(yōu)的全局能量管理策略 。

這種拓?fù)涞谋举|(zhì)是從“功能集成”邁向了“器件復(fù)用”。在不同的工作模式下,同一個開關(guān)管或電感器可能被用于不同的能量傳輸路徑,這是實現(xiàn)超高功率密度的關(guān)鍵 。

2.2 TPC拓?fù)渑c工作模式

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根據(jù)電氣隔離特性,TPC可分為非隔離型、部分隔離型和全隔離型 。在戶用儲能這類對成本和效率敏感且通常不需要在直流側(cè)進(jìn)行電氣隔離的場景中,非隔離型TPC因其結(jié)構(gòu)簡單、效率高而成為主流選擇 。

一個典型的TPC能夠靈活地管理系統(tǒng)內(nèi)的功率流,以適應(yīng)不同的工況,主要包括以下幾種工作模式 :

單輸入單輸出(SISO)模式

光伏 → 負(fù)載/電網(wǎng):光伏單獨為負(fù)載供電或向電網(wǎng)饋電。

光伏 → 電池:光伏為電池充電。

電池 → 負(fù)載/電網(wǎng):電池單獨為負(fù)載供電。

單輸入雙輸出(SIDO)模式

光伏 → 電池 + 負(fù)載/電網(wǎng):光伏功率同時滿足負(fù)載需求并為電池充電。

雙輸入單輸出(DISO)模式

光伏 + 電池 → 負(fù)載/電網(wǎng):光伏和電池共同為大功率負(fù)載供電。

為了在有限的開關(guān)器件下實現(xiàn)對多個端口的精確控制,TPC通常需要采用更復(fù)雜的調(diào)制策略,例如占空比(PWM)和開關(guān)頻率(PFM)混合調(diào)制,以同時控制兩個獨立的變量(如光伏MPPT和電池充電電流)。

TPC拓?fù)涞膶嵱没托阅軆?yōu)勢的發(fā)揮,離不開高性能功率半導(dǎo)體的支持。在多模式、雙向的能量流動中,開關(guān)器件需要承受變化的電壓和電流應(yīng)力,并保持極低的損耗。碳化硅(SiC)MOSFET等寬禁帶半導(dǎo)體器件,以其高耐壓、低導(dǎo)通電阻、高速開關(guān)和優(yōu)異的高溫性能,成為實現(xiàn)高效、高密度三端口變換器的理想選擇。

第三章:器件級技術(shù)選型—碳化硅(SiC)MOSFET的應(yīng)用

戶用儲能逆變器的性能、效率和功率密度在很大程度上取決于其核心功率半導(dǎo)體器件的選擇。碳化硅(SiC)MOSFET憑借其優(yōu)越的材料特性,正在成為取代傳統(tǒng)硅基(Si)IGBT和MOSFET的關(guān)鍵技術(shù)。不同電壓等級的SiC MOSFET在儲能系統(tǒng)的各個功率級中扮演著特定的角色。

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3.1 系統(tǒng)電壓等級與器件選型依據(jù)

在設(shè)計并網(wǎng)逆變器時,直流母線電壓(VDC?)的設(shè)定是首要考慮因素。為了確保逆變器能夠向電網(wǎng)注入受控的電流,其直流母線電壓必須始終高于電網(wǎng)電壓的峰值。對于單相230V RMS的交流電網(wǎng),其峰值電壓為 230V×2

≈325V ??紤]到控制裕量和線路電壓波動,工程實踐中通常將直流母線電壓設(shè)定在380V至400V之間 。在一些更高功率的應(yīng)用中,也會采用800V的直流母線。

逆變級:逆變橋的開關(guān)器件需要承受完整的直流母線電壓,并能抵御開關(guān)過程中因雜散電感引起的電壓過沖。因此,器件的額定電壓必須遠(yuǎn)高于母線電壓。

DC/DC級:光伏MPPT和電池DC/DC變換器的電壓等級取決于光伏組串電壓(通常為200V-500V)和電池包電壓(正從48V向更高電壓平臺如200V-500V發(fā)展)。

3.2 650V SiC MOSFET的應(yīng)用:MPPT與電池DC/DC

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650V電壓等級的SiC MOSFET是戶儲系統(tǒng)中光伏MPPT升壓(Boost)變換器和雙向電池充放電(Buck-Boost)變換器的理想選擇。這些級的輸入/輸出電壓通常在500V以下,650V的額定電壓提供了充足的安全裕度。

以基本半導(dǎo)體的B3M040065Z(650V/40mΩ)為例,其在這些應(yīng)用中的優(yōu)勢體現(xiàn)在 :

高頻開關(guān)性能:該器件具有較低的總柵極電荷(Qg? 典型值為60 nC)和極低的開關(guān)損耗(在400V/20A條件下,Eon? 約為115 μJ,Eoff? 約為27 μJ)。低開關(guān)損耗使得變換器可以在更高的頻率(例如65 kHz以上)下工作,從而可以使用更小尺寸的電感和電容等磁性元件,這對于提高系統(tǒng)的功率密度、減小體積和降低成本至關(guān)重要 。

高效率:40 mΩ的低導(dǎo)通電阻(RDS(on)?)有效降低了導(dǎo)通損耗。在3.6 kW無橋PFC拓?fù)涞膽?yīng)用仿真中,該器件在264V交流輸入下的總損耗低至7.24W,最高結(jié)溫僅為101.85℃,展現(xiàn)了卓越的能效表現(xiàn) 。

高可靠性:B3M040065Z具有高達(dá)220的C_{iss}/C_{rss}比值,這有助于抑制在橋式拓?fù)渲杏筛遜v/dt引起的寄生導(dǎo)通風(fēng)險,增強了系統(tǒng)在高頻工作下的穩(wěn)定性 。

3.3 750V SiC MOSFET的應(yīng)用:高壓DC/DC與逆變器

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750V電壓等級的SiC MOSFET為設(shè)計者提供了介于650V和1200V之間的優(yōu)化選擇。對于直流母線電壓在400V-500V的系統(tǒng),750V器件相比650V器件提供了更大的電壓安全裕量,增強了系統(tǒng)的可靠性;而相比1200V器件,它在同等電流能力下通常具有更優(yōu)的開關(guān)性能和成本。

以B3M010C075Z(750V/10mΩ)為例,其特性使其非常適合高功率密度的應(yīng)用 :

極低的導(dǎo)通損耗:在25℃時,其典型R_{DS(on)}僅為10 mΩ,并能承載高達(dá)240A的連續(xù)漏極電流,這使其成為處理大電流、高電壓電池包能量流動的雙向DC/DC變換器的理想選擇 。

卓越的熱性能:該器件采用銀燒結(jié)(Silver Sintering)工藝,顯著改善了熱阻。其結(jié)殼熱阻(Rth(j?c)?)典型值僅為0.20 K/W 。優(yōu)異的散熱能力確保了器件在高功率運行下的溫度穩(wěn)定性和長期可靠性。

在逆變器中的應(yīng)用:在400V直流母線的逆變器中,使用750V MOSFET可以從容應(yīng)對開關(guān)過沖,其可靠性遠(yuǎn)高于650V器件,同時避免了使用1200V器件可能帶來的過設(shè)計問題。

3.4 1200V SiC MOSFET的應(yīng)用:主逆變級

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1200V SiC MOSFET是戶儲逆變器主功率級的核心器件,尤其適用于直流母線電壓達(dá)到或超過800V的系統(tǒng)。這一電壓等級確保了器件能夠安全承受母線電壓以及由雜散電感和快速電流變化(Lstray?×di/dt)引起的瞬態(tài)電壓尖峰。

基本半導(dǎo)體的1200V產(chǎn)品系列,如B3M040120Z(1200V/40mΩ)和B3M013C120Z(1200V/13.5mΩ),展現(xiàn)了該電壓等級器件的性能優(yōu)勢:

優(yōu)異的高溫性能(B3M040120Z):在175℃的高結(jié)溫下,B3M040120Z的$R_{DS(on)}$上升至75 mΩ,性能與業(yè)界領(lǐng)先的平面柵工藝產(chǎn)品相當(dāng),顯示出良好的熱穩(wěn)定性。這對于在密閉環(huán)境中長時間運行的逆變器至關(guān)重要 。

卓越的動態(tài)性能(B3M040120Z):該器件具有85 nC的低Qg?和僅為6 pF的極低反向傳輸電容(Crss?),確保了快速、清晰的開關(guān)瞬態(tài),從而降低開關(guān)損耗并減少電磁干擾(EMI)。

大功率處理能力(B3M013C120Z):這款器件提供了更低的13.5 mΩ導(dǎo)通電阻和高達(dá)180A的電流能力,適用于功率等級超過10 kW的大功率戶用儲能系統(tǒng) 。其在800V/60A下的開關(guān)能量數(shù)據(jù)( Eon? = 1200 μJ, Eoff? = 530 μJ)也凸顯了在高壓下開關(guān)所需的能量,這對門極驅(qū)動和熱管理設(shè)計提出了更高要求 。

從系統(tǒng)設(shè)計的角度看,像基本半導(dǎo)體這樣提供從650V、750V到1200V的完整SiC MOSFET產(chǎn)品組合,對開發(fā)者極具價值。它允許設(shè)計者為混合逆變器中的MPPT、電池DC/DC和逆變器等不同功率級,從同一供應(yīng)商、同一技術(shù)代次(如“B3M”系列)采購所有關(guān)鍵功率器件。這不僅簡化了供應(yīng)鏈,也確保了整個系統(tǒng)中器件特性的一致性,從而簡化了驅(qū)動設(shè)計、熱設(shè)計和可靠性驗證過程,加速了產(chǎn)品開發(fā)周期 。

第四章:深度性能分析與設(shè)計考量

要充分發(fā)揮SiC MOSFET在戶用儲能系統(tǒng)中的潛力,不僅需要選擇合適的器件,還必須在門極驅(qū)動、可靠性評估和熱管理等方面進(jìn)行精細(xì)化設(shè)計。

4.1 關(guān)鍵性能參數(shù)對比

以下表格匯總了前述關(guān)鍵SiC MOSFET器件的核心參數(shù),以便進(jìn)行橫向?qū)Ρ取?/p>

表2: 650V SiC MOSFET (B3M040065Z) 關(guān)鍵參數(shù)

參數(shù) 測試條件 典型值 單位
RDS(on)? @ 25°C VGS?=18V,ID?=20A 40
RDS(on)? @ 175°C VGS?=18V,ID?=20A 55
Qg? VDS?=400V,ID?=20A 60 nC
Crss? VDS?=400V 7 pF
Eon? (體二極管續(xù)流) 400V,20A,25°C 115 μJ
Eoff? (體二極管續(xù)流) 400V,20A,25°C 27 μJ

表3: 750V SiC MOSFET (B3M010C075Z) 關(guān)鍵參數(shù)

參數(shù) 測試條件 典型值 單位
RDS(on)? @ 25°C VGS?=18V,ID?=80A 10
RDS(on)? @ 175°C VGS?=18V,ID?=80A 12.5
Qg? VDS?=500V,ID?=80A 220 nC
Crss? VDS?=500V 19 pF
Eon? (體二極管續(xù)流) 500V,80A,25°C 910 μJ
Eoff? (體二極管續(xù)流) 500V,80A,25°C 625 μJ

表4: 1200V SiC MOSFETs 關(guān)鍵參數(shù)

參數(shù) B3M040120Z B3M013C120Z 單位
RDS(on)? @ 25°C (Typ.) 40 (@40A) 13.5 (@60A)
RDS(on)? @ 175°C (Typ.) 75 (@40A) 23 (@60A)
Qg? (Typ.) 85 (@40A) 225 (@60A) nC
Crss? (Typ.) 6 14 pF
Eon? (體二極管續(xù)流, Typ.) 663 (@40A, 800V) 1200 (@60A, 800V) μJ
Eoff? (體二極管續(xù)流, Typ.) 162 (@40A, 800V) 530 (@60A, 800V) μJ

4.2 關(guān)鍵設(shè)計要點

4.2.1 門極驅(qū)動與米勒鉗位

SiC MOSFET的開關(guān)速度比Si器件快一個數(shù)量級,這帶來了極低的開關(guān)損耗,但也對門極驅(qū)動設(shè)計提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。在半橋或全橋拓?fù)渲?,?dāng)一個開關(guān)管(如下管)處于關(guān)斷狀態(tài)時,其橋臂對管(上管)的快速開通會導(dǎo)致中點電壓急劇上升(高dv/dt)。這個dv/dt會通過下管的柵漏電容(Cgd?,即Crss?)產(chǎn)生一個米勒電流,該電流流過關(guān)斷柵極電阻(Rgoff?),在柵源兩端產(chǎn)生一個正向電壓尖峰。如果這個尖峰超過了MOSFET的開啟閾值電壓(VGS(th)?),就會導(dǎo)致下管被錯誤地短暫導(dǎo)通,形成上下管直通,引發(fā)災(zāi)難性故障 。

由于SiC MOSFET的$V_{GS(th)}$相對較低(通常在2-3V范圍),且開關(guān)速度極快,米勒效應(yīng)尤為顯著。為抑制此現(xiàn)象,必須采取以下措施:

負(fù)壓關(guān)斷:采用負(fù)的柵極關(guān)斷電壓(如-4V或-5V)可以提供更大的噪聲裕量,使米勒尖峰更難達(dá)到開啟閾值 。

米勒鉗位(Miller Clamp):使用帶有米勒鉗位功能的專用驅(qū)動芯片(如BTD5350MCWR)是最高效的解決方案。該功能在MOSFET關(guān)斷期間,通過一個額外的低阻抗通路將柵極直接鉗位到負(fù)電源軌。雙脈沖測試波形明確顯示,在無鉗位功能時,關(guān)斷側(cè)MOSFET的柵極電壓被抬升至7.3V,遠(yuǎn)超其開啟閾值;而啟用米勒鉗位后,該電壓尖峰被有效抑制在2V以下,從而徹底避免了寄生導(dǎo)通的風(fēng)險 。

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4.2.2 可靠性與壽命

對于使用壽命要求長達(dá)10-15年的戶用儲能系統(tǒng),功率器件的長期可靠性至關(guān)重要。歷史上,柵極氧化層的可靠性是SiC MOSFET的一個技術(shù)挑戰(zhàn)。為此,器件制造商需提供嚴(yán)苛的可靠性測試數(shù)據(jù)。

基本半導(dǎo)體提供的可靠性驗證報告顯示,其SiC MOSFET通過了遠(yuǎn)超行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的加嚴(yán)測試 :

高溫反偏(HTRB)測試:在110%的額定擊穿電壓和175℃結(jié)溫下,器件通過了2500小時的測試,其等效應(yīng)力時間超過標(biāo)準(zhǔn)要求的4倍。

經(jīng)時擊穿(TDDB)測試:該測試通過施加高柵極電壓來加速柵氧層的老化,從而預(yù)測其本征壽命。測試結(jié)果表明,其第二代(B2M系列)產(chǎn)品在18V的工作柵壓和175℃結(jié)溫下,平均無故障時間(MTTF)超過2×109小時,相當(dāng)于超過22萬年,證明了其柵氧層具有極高的內(nèi)在可靠性 。

這些數(shù)據(jù)為系統(tǒng)設(shè)計者提供了強大的信心,確保了SiC器件在充電樁、光伏逆變器等高要求場景下的長期穩(wěn)定運行。

4.2.3 統(tǒng)級優(yōu)化考量

實現(xiàn)SiC器件的全部性能優(yōu)勢,需要系統(tǒng)級的協(xié)同優(yōu)化。例如,在雙脈沖測試數(shù)據(jù)中可以觀察到,續(xù)流器件的選擇對開通損耗(Eon?)有顯著影響。當(dāng)使用MOSFET自身的體二極管作為續(xù)流二極管時,E_{on}較高,因為包含了體二極管反向恢復(fù)過程帶來的損耗。而當(dāng)使用外部的SiC肖特基二極管(SBD)作為續(xù)流器件時,由于SBD幾乎沒有反向恢復(fù)電荷,E_{on}可以顯著降低 。這表明,僅僅將Si IGBT替換為SiC MOSFET是不夠的,還需要對電路中的其他元件(如續(xù)流二極管)進(jìn)行相應(yīng)升級,才能實現(xiàn)系統(tǒng)效率的最大化。

此外,供應(yīng)商基本半導(dǎo)體提供的整體解決方案,包括經(jīng)過驗證的驅(qū)動芯片、電源管理芯片和驅(qū)動板參考設(shè)計,能夠大大降低工程師的設(shè)計門檻,幫助他們規(guī)避SiC驅(qū)動設(shè)計中的常見陷阱,從而加速產(chǎn)品上市進(jìn)程 。

第五章:總結(jié)與未來展望

深圳市傾佳電子有限公司(簡稱“傾佳電子”)是聚焦新能源與電力電子變革的核心推動者:
傾佳電子成立于2018年,總部位于深圳福田區(qū),定位于功率半導(dǎo)體與新能源汽車連接器的專業(yè)分銷商,業(yè)務(wù)聚焦三大方向:
新能源:覆蓋光伏、儲能、充電基礎(chǔ)設(shè)施;
交通電動化:服務(wù)新能源汽車三電系統(tǒng)(電控、電池、電機)及高壓平臺升級;
數(shù)字化轉(zhuǎn)型:支持AI算力電源、數(shù)據(jù)中心等新型電力電子應(yīng)用。
公司以“推動國產(chǎn)SiC替代進(jìn)口、加速能源低碳轉(zhuǎn)型”為使命,響應(yīng)國家“雙碳”政策(碳達(dá)峰、碳中和),致力于降低電力電子系統(tǒng)能耗。
需求SiC碳化硅MOSFET單管及功率模塊,配套驅(qū)動板及驅(qū)動IC,請搜索傾佳電子楊茜

戶用儲能市場的發(fā)展正由宏觀的“雙碳”目標(biāo)和用戶側(cè)對經(jīng)濟性、獨立性的追求共同驅(qū)動 。在這一背景下,系統(tǒng)架構(gòu)、電力電子拓?fù)浜桶雽?dǎo)體器件技術(shù)正在協(xié)同演進(jìn),共同塑造著下一代戶用儲能產(chǎn)品的形態(tài)。

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架構(gòu)與拓?fù)涞娜诤?/strong>:市場對更高效率和更低成本的持續(xù)追求,正推動系統(tǒng)架構(gòu)向高度集成的直流耦合方案演進(jìn)。作為直流耦合架構(gòu)的理想實現(xiàn)方式,三端口變換器(TPC)等創(chuàng)新拓?fù)渫ㄟ^器件復(fù)用和集中式管理,將功率密度和成本效益推向新的高度。

SiC MOSFET的核心驅(qū)動作用:這些先進(jìn)拓?fù)涞膶崿F(xiàn)離不開以SiC MOSFET為代表的寬禁帶半導(dǎo)體器件。從650V、750V到1200V的完整電壓序列,SiC MOSFET憑借其低損耗、高頻率、高可靠性的優(yōu)勢,精準(zhǔn)匹配了戶儲系統(tǒng)中MPPT、電池DC/DC和逆變器等不同功率級的需求,成為提升系統(tǒng)整體性能的基石。

未來趨勢:展望未來,戶用儲能技術(shù)將向著更高的集成度、模塊化設(shè)計和智能化管理方向發(fā)展。系統(tǒng)將不僅是能源的存儲單元,更將成為家庭能源管理中心,并與電動汽車(V2H)、虛擬電廠(VPP)等新興應(yīng)用深度融合 。在器件層面,隨著SiC技術(shù)的不斷成熟和成本的持續(xù)下降 ,其在戶儲領(lǐng)域的滲透率將進(jìn)一步提高,推動戶用儲能系統(tǒng)變得更高效、更緊湊、更具經(jīng)濟性,從而在全球能源轉(zhuǎn)型中扮演愈發(fā)重要的角色。

綜上所述,戶用儲能系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)出一條清晰的脈絡(luò):從系統(tǒng)架構(gòu)的優(yōu)化選擇,到電力電子拓?fù)涞膭?chuàng)新集成,再到核心半導(dǎo)體器件的性能飛躍,三者環(huán)環(huán)相扣,共同推動著行業(yè)向著更高效、更可靠、更經(jīng)濟的目標(biāo)邁進(jìn)。

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