傾佳電子混合逆變器Hybrid Inverter拓?fù)浼軜?gòu)演進(jìn)及基于非對(duì)稱碳化硅器件的T型三電平技術(shù)應(yīng)用價(jià)值分析

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(guó)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(dòng)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。?

傾佳電子楊茜致力于推動(dòng)國(guó)產(chǎn)SiC碳化硅模塊在電力電子應(yīng)用中全面取代進(jìn)口IGBT模塊，助力電力電子行業(yè)自主可控和產(chǎn)業(yè)升級(jí)！

傾佳電子楊茜咬住SiC碳化硅MOSFET功率器件三個(gè)必然，勇立功率半導(dǎo)體器件變革潮頭：

傾佳電子楊茜咬住SiC碳化硅MOSFET模塊全面取代IGBT模塊和IPM模塊的必然趨勢(shì)！

傾佳電子楊茜咬住SiC碳化硅MOSFET單管全面取代IGBT單管和大于650V的高壓硅MOSFET的必然趨勢(shì)！

傾佳電子楊茜咬住650V SiC碳化硅MOSFET單管全面取代SJ超結(jié)MOSFET和高壓GaN 器件的必然趨勢(shì)！

1. 先進(jìn)混合逆變器的戰(zhàn)略需求

1.1. 現(xiàn)代混合逆變器的定義與功能

隨著全球能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型，分布式能源系統(tǒng)，特別是光伏（PV）與儲(chǔ)能系統(tǒng)（ESS）的融合，已成為電力電子領(lǐng)域的核心發(fā)展方向。在此背景下，混合逆變器（Hybrid Inverter）應(yīng)運(yùn)而生，其定義已超越傳統(tǒng)的直流-交流（DC-AC）轉(zhuǎn)換器，演變?yōu)橐粋€(gè)集成的、智能化的能源管理中樞 。

混合逆變器的核心功能是整合了傳統(tǒng)太陽(yáng)能逆變器與電池儲(chǔ)能逆變器的功能于一體 。它能夠智能地調(diào)度與管理來(lái)自多個(gè)能源端口的功率流，包括光伏陣列、儲(chǔ)能電池組、公共電網(wǎng)以及家庭或商業(yè)負(fù)載 。其關(guān)鍵技術(shù)特征在于其雙向功率變換能力：它不僅能將光伏產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)換為交流電供負(fù)載使用或并入電網(wǎng)，還能將電網(wǎng)的交流電轉(zhuǎn)換為直流電為電池充電，并在需要時(shí)將電池中存儲(chǔ)的直流電再次逆變?yōu)榻涣麟姽┴?fù)載使用 。

這種高度集成化的設(shè)計(jì)賦予了混合逆變器多種可編程的工作模式，以適應(yīng)不同的應(yīng)用場(chǎng)景與用戶需求 ：

并網(wǎng)模式 (Grid-Tied Mode): 功能類似于傳統(tǒng)的并網(wǎng)逆變器，將光伏發(fā)電優(yōu)先供給本地負(fù)載，余電上網(wǎng) 。

混合模式 (Hybrid Mode): 優(yōu)先使用光伏發(fā)電，余電為電池充電，當(dāng)光伏不足時(shí)由電池補(bǔ)電，從而最大化自發(fā)自用率，降低電費(fèi)支出 。

備用電源/離網(wǎng)模式 (Backup/Off-Grid Mode): 在電網(wǎng)故障時(shí)，逆變器能自動(dòng)切斷與電網(wǎng)的連接，利用電池和光伏的電力為關(guān)鍵負(fù)載提供不間斷供電（UPS），顯著提升能源安全性和獨(dú)立性 。

削峰填谷 (Peak Shaving): 在電價(jià)較低時(shí)段利用電網(wǎng)為電池充電，在電價(jià)高峰時(shí)段由電池放電供給負(fù)載，實(shí)現(xiàn)電能的時(shí)移套利 。

1.2. 技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)與市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)力

混合逆變器市場(chǎng)的快速發(fā)展主要由兩大技術(shù)趨勢(shì)驅(qū)動(dòng)：儲(chǔ)能系統(tǒng)的普及和寬禁帶（WBG）半導(dǎo)體技術(shù)的應(yīng)用。

首先，隨著鋰電池成本的下降和對(duì)能源獨(dú)立性需求的增加，住宅及工商業(yè)儲(chǔ)能系統(tǒng)（ESS）的部署日益廣泛，這直接催生了對(duì)能夠無(wú)縫集成光伏與儲(chǔ)能的混合逆變器的強(qiáng)勁需求。

其次，功率半導(dǎo)體技術(shù)的革新，特別是從傳統(tǒng)的硅基（Si）絕緣柵雙極晶體管（IGBT）向以碳化硅（SiC）代表的寬禁帶半導(dǎo)體的轉(zhuǎn)型，正在深刻地重塑電力電子行業(yè) 。SiC器件憑借其優(yōu)異的材料特性——如更高的擊穿場(chǎng)強(qiáng)、更寬的禁帶寬度和更高的熱導(dǎo)率——展現(xiàn)出遠(yuǎn)超硅基器件的性能。它們具備極低的開關(guān)損耗和導(dǎo)通損耗，使得逆變器系統(tǒng)能夠在更高的開關(guān)頻率下運(yùn)行 。更高的開關(guān)頻率意味著可以采用尺寸更小、重量更輕的電感、電容等無(wú)源元件，從而顯著提升逆變器的功率密度、降低系統(tǒng)成本和體積，這正是市場(chǎng)對(duì)現(xiàn)代逆變器的核心訴求 。這一技術(shù)趨勢(shì)在全球頂級(jí)的電力電子會(huì)議，如APEC（應(yīng)用電力電子會(huì)議）和ECCE（能源轉(zhuǎn)換大會(huì)）上已成為焦點(diǎn)議題 。

與此同時(shí)，為了進(jìn)一步提升電能質(zhì)量、減小并網(wǎng)電流諧波和降低濾波器尺寸，逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)正從傳統(tǒng)的兩電平向更先進(jìn)的多電平拓?fù)溲葸M(jìn)，其中三電平拓?fù)?，特別是T型（T-NPC）和中點(diǎn)鉗位型（NPC），因其在效率和性能上的平衡而備受關(guān)注 ?；旌夏孀兤鞯陌l(fā)展不再僅僅是功能的疊加，而是通過(guò)先進(jìn)拓?fù)渑c前沿半導(dǎo)體技術(shù)的深度融合，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)性能的躍升。

2. 三電平逆變器拓?fù)涞谋容^分析

2.1. 從兩電平到多電平的演進(jìn)

傳統(tǒng)的兩電平逆變器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但其輸出電壓波形為方波，含有大量的諧波分量，導(dǎo)致總諧波失真（THD）較高。此外，其開關(guān)管在每次開關(guān)時(shí)承受完整的直流母線電壓，產(chǎn)生較高的電壓變化率（$dv/dt$），這不僅會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的電磁干擾（EMI），還需要體積龐大的輸出濾波器來(lái)滿足并網(wǎng)要求 。為了克服這些缺點(diǎn)，多電平拓?fù)鋺?yīng)運(yùn)而生。通過(guò)合成多個(gè)電壓階梯，多電平逆變器能夠輸出更接近正弦波的電壓波形，從而顯著降低THD和$dv/dt$，減小濾波器尺寸，并降低開關(guān)損耗 。

2.2. T型三電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（T-NPC）

T型三電平逆變器是近年來(lái)備受關(guān)注的一種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。其單相橋臂由四個(gè)功率開關(guān)器件（如MOSFET）構(gòu)成。其中，外側(cè)的兩個(gè)開關(guān)（S1, S4）串聯(lián)連接在直流母線正負(fù)極之間，而內(nèi)側(cè)的兩個(gè)開關(guān)（S2, S3）背靠背串聯(lián)，形成一個(gè)雙向開關(guān)，連接橋臂中點(diǎn)與直流母線的中性點(diǎn) 。通過(guò)對(duì)這四個(gè)開關(guān)的協(xié)同控制，每個(gè)橋臂可以輸出三個(gè)電壓電平：$+V_{dc}/2$、0和$-V_{dc}/2$ 。

T型拓?fù)湎噍^于傳統(tǒng)的中點(diǎn)鉗位型（NPC）拓?fù)?，其主要?yōu)勢(shì)在于導(dǎo)通損耗更低。在輸出零電平時(shí)，電流僅流經(jīng)一個(gè)內(nèi)側(cè)的功率開關(guān)，而在NPC拓?fù)渲袆t需要流經(jīng)一個(gè)開關(guān)和一個(gè)鉗位二極管 。此外，T型拓?fù)錈o(wú)需鉗位二極管，減少了元件數(shù)量，有助于提升功率密度和降低成本 。

2.3. T型與傳統(tǒng)NPC拓?fù)涞男阅軐?duì)比

為了深入理解T型拓?fù)涞奶匦裕韵聦⑵渑c成熟的NPC拓?fù)溥M(jìn)行多維度對(duì)比：

對(duì)比分析揭示了一個(gè)關(guān)鍵的技術(shù)權(quán)衡：T型拓?fù)湟愿偷膶?dǎo)通損耗和更少的元件數(shù)量為優(yōu)勢(shì)，但其代價(jià)是外側(cè)開關(guān)需要承受全母線電壓。這一特性在使用傳統(tǒng)硅基IGBT時(shí)構(gòu)成了顯著的挑戰(zhàn)，因?yàn)楦邏篒GBT的開關(guān)性能較差，開關(guān)損耗巨大，這在很大程度上抵消了T型拓?fù)涞膶?dǎo)通損耗優(yōu)勢(shì)，尤其是在追求高開關(guān)頻率的應(yīng)用中 。然而，寬禁帶半導(dǎo)體技術(shù)的出現(xiàn)，特別是高性能高壓SiC MOSFET的商業(yè)化，為T型拓?fù)鋷?lái)了全新的發(fā)展機(jī)遇。1200V等級(jí)的SiC MOSFET相較于同電壓等級(jí)的Si-IGBT，其開關(guān)損耗降低了一個(gè)數(shù)量級(jí)，使得T型拓?fù)渫鈧?cè)開關(guān)的高電壓應(yīng)力問(wèn)題不再是效率的瓶頸。這使得設(shè)計(jì)者能夠充分利用T型拓?fù)涔逃械牡蛯?dǎo)通損耗優(yōu)勢(shì)，從而在寬泛的工作頻率和負(fù)載范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)更高的系統(tǒng)效率。

3. 采用非對(duì)稱SiC MOSFET配置優(yōu)化T型拓?fù)?/p>

3.1. 非對(duì)稱設(shè)計(jì)的理論依據(jù)

對(duì)T型三電平拓?fù)鋬?nèi)部工作狀態(tài)的深入分析表明，不同位置的開關(guān)管承受的電氣應(yīng)力和其在系統(tǒng)總損耗中的貢獻(xiàn)是不同的，這為非對(duì)稱器件配置提供了理論基礎(chǔ)。

電壓應(yīng)力分析： 如前所述，外側(cè)開關(guān)（S1, S4）在關(guān)斷狀態(tài)下需要阻斷整個(gè)直流母線電壓（例如800V系統(tǒng)中的800V），而連接中性點(diǎn)的內(nèi)側(cè)開關(guān)（S2, S3）僅需阻斷一半的母線電壓（800V系統(tǒng)中的400V）。

損耗分布分析： 外側(cè)開關(guān)以較高的開關(guān)頻率（例如50-100 kHz）進(jìn)行斬波，但其導(dǎo)通占空比較小，因此其損耗主要由開關(guān)損耗構(gòu)成。相反，內(nèi)側(cè)開關(guān)雖然也參與換流，但其主要作用是在每個(gè)工頻周期（50/60 Hz）的正負(fù)半周內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間導(dǎo)通以形成零電平，因此其損耗主要由導(dǎo)通損耗決定 。

基于上述分析，一種高效的優(yōu)化策略浮出水面：針對(duì)不同位置的損耗特性，選用不同規(guī)格的功率器件。具體而言，外側(cè)開關(guān)應(yīng)選用耐壓高、開關(guān)速度快、開關(guān)損耗低的器件；而內(nèi)側(cè)開關(guān)則應(yīng)選用耐壓滿足要求（大于$V_{dc}/2$）且導(dǎo)通電阻（$R_{DS(on)}$）極低的器件 。

3.2. 非對(duì)稱方案的優(yōu)勢(shì)

采用這種非對(duì)稱或稱為“混合電壓”的SiC MOSFET配置，可以帶來(lái)顯著的系統(tǒng)級(jí)優(yōu)勢(shì)：

性能最大化： 通過(guò)為每個(gè)開關(guān)位置匹配最優(yōu)性能的器件，該方案能夠同時(shí)將開關(guān)損耗和導(dǎo)通損耗降至最低。外側(cè)高壓SiC MOSFET的低開關(guān)損耗確保了系統(tǒng)在高頻工作下的高效率，而內(nèi)側(cè)低壓SiC MOSFET的超低導(dǎo)通電阻則最大程度地降低了系統(tǒng)的導(dǎo)通損耗。

成本優(yōu)化： 在SiC MOSFET技術(shù)中，器件的導(dǎo)通電阻與其額定電壓和芯片面積密切相關(guān)。在相同技術(shù)代別下，低電壓等級(jí)的SiC MOSFET通常比高電壓等級(jí)的器件擁有更低的單位面積導(dǎo)通電阻，且成本更低。因此，在滿足電壓裕量的前提下，為內(nèi)側(cè)開關(guān)選用成本更低的低壓、低$R_{DS(on)}$器件，相較于全部使用昂貴的高壓器件，能夠有效降低系統(tǒng)總物料清單（BOM）成本。

這種設(shè)計(jì)理念體現(xiàn)了拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與器件特性的深度協(xié)同優(yōu)化。T型拓?fù)浔旧頌椴煌恢玫钠骷?chuàng)造了不同的工作條件，而SiC半導(dǎo)體技術(shù)恰好能夠提供針對(duì)這些特定條件而優(yōu)化的器件。這種“因材施教”的設(shè)計(jì)方法，將拓?fù)涞臐摿εc器件的優(yōu)勢(shì)完美結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)整體性能和成本效益的平衡，是比簡(jiǎn)單地用一種SiC器件替換所有Si器件更進(jìn)一步的精細(xì)化設(shè)計(jì)。

4. 基本半導(dǎo)體G3 SiC MOSFET器件特性表征

本節(jié)將對(duì)用戶指定的兩款基本半導(dǎo)體（BASIC Semiconductor）第三代（G3）SiC MOSFET進(jìn)行詳細(xì)的電氣特性分析，以評(píng)估其在非對(duì)稱T型拓?fù)渲械膽?yīng)用價(jià)值。

4.1. 高壓外側(cè)開關(guān)選擇：B3M013C120Z (1200V)

B3M013C120Z是一款額定電壓為1200V的SiC MOSFET，其高耐壓特性使其成為800V~1000V直流母線系統(tǒng)中T型拓?fù)渫鈧?cè)開關(guān)的理想選擇 。

靜態(tài)特性： 在$25^{circ}C$時(shí)，其典型導(dǎo)通電阻$R_{DS(on)}$為$13.5~mOmega$（測(cè)試條件：$V_{GS}=18V, I_{D}=60A$）。在高溫$175^{circ}C$時(shí)，該值上升至$23~mOmega$，表現(xiàn)出良好的溫度穩(wěn)定性。其最大連續(xù)漏極電流在$T_{C}=25^{circ}C$時(shí)可達(dá)180A，具備強(qiáng)大的電流處理能力 。

動(dòng)態(tài)特性： 作為承擔(dān)高頻開關(guān)任務(wù)的外側(cè)開關(guān)，其動(dòng)態(tài)性能至關(guān)重要。其總柵極電荷$Q_{G}$典型值為225 nC。在800V母線電壓、60A電流的感性負(fù)載測(cè)試條件下（使用體二極管續(xù)流），$25^{circ}C$時(shí)的典型開通損耗$E_{on}$為$1200~mu J$，關(guān)斷損耗$E_{off}$為$530~mu J$。這些參數(shù)是評(píng)估高頻下開關(guān)損耗的關(guān)鍵依據(jù) 。

4.2. 中性點(diǎn)內(nèi)側(cè)開關(guān)選擇：B3M010C075Z (750V)

B3M010C075Z是一款額定電壓為750V的SiC MOSFET。對(duì)于800V母線系統(tǒng)，內(nèi)側(cè)開關(guān)僅需承受400V電壓，750V的額定電壓提供了充足的安全裕量 。

靜態(tài)特性： 該器件最突出的特點(diǎn)是其極低的導(dǎo)通電阻。在$25^{circ}C$時(shí)，其典型$R_{DS(on)}$僅為$10~mOmega$（測(cè)試條件：$V_{GS}=18V, I_{D}=80A$），在$175^{circ}C$時(shí)也僅上升至$12.5~mOmega$。超低的$R_{DS(on)}$及其優(yōu)異的溫度系數(shù)，使其成為最小化導(dǎo)通損耗的絕佳選擇 。

動(dòng)態(tài)特性： 其總柵極電荷$Q_{G}$典型值為220 nC。在500V母線電壓、80A電流的測(cè)試條件下，$25^{circ}C$時(shí)的典型開通損耗$E_{on}$為$910~mu J$，關(guān)斷損耗$E_{off}$為$625~mu J$（包含體二極管反向恢復(fù)）30。盡管其主要貢獻(xiàn)是導(dǎo)通損耗，但良好的開關(guān)性能同樣有助于降低換流過(guò)程中的損耗。

表4.1 B3M013C120Z與B3M010C075Z關(guān)鍵參數(shù)對(duì)比及應(yīng)用定位

注：開關(guān)損耗測(cè)試條件不同，僅供參考。B3M013C120Z測(cè)試條件為$V_{DC}=800V, I_{D}=60A$；B3M010C075Z測(cè)試條件為$V_{DC}=500V, I_{D}=80A$。

通過(guò)上表對(duì)比可以清晰地看出，這兩款器件的特性形成了完美的互補(bǔ)。B3M013C120Z的高耐壓和低開關(guān)損耗特性使其成為承擔(dān)高頻斬波和高電壓應(yīng)力的外側(cè)開關(guān)的理想選擇。而B3M010C075Z則憑借其在750V電壓等級(jí)下做到的業(yè)界領(lǐng)先的低導(dǎo)通電阻，完美契合了內(nèi)側(cè)開關(guān)對(duì)低導(dǎo)通損耗的核心需求。

5. 應(yīng)用價(jià)值綜合評(píng)估：構(gòu)建高性能T型三電平逆變器

5.1. 性能預(yù)測(cè)與損耗分析

將B3M013C120Z和B3M010C075Z應(yīng)用于非對(duì)稱T型三電平逆變器中，可以預(yù)見(jiàn)其在系統(tǒng)效率和功率密度方面的巨大潛力。通過(guò)簡(jiǎn)化的損耗模型估算，在典型的混合逆變器工作條件下（如800V直流母線，10kW輸出功率，開關(guān)頻率65 kHz），該方案相較于傳統(tǒng)方案具有明顯優(yōu)勢(shì)。

與全Si-IGBT方案對(duì)比： SiC方案的開關(guān)損耗將降低一個(gè)數(shù)量級(jí)以上，使得系統(tǒng)總效率輕松突破99%，同時(shí)支持的開關(guān)頻率可以從IGBT方案的16-20 kHz提升至65 kHz甚至更高。

與對(duì)稱全1200V SiC方案對(duì)比： 盡管外側(cè)開關(guān)的開關(guān)損耗相似，但內(nèi)側(cè)開關(guān)的導(dǎo)通損耗將顯著降低。由于B3M010C075Z的$R_{DS(on)}$（$10~mOmega$）遠(yuǎn)低于同代1200V級(jí)別的SiC MOSFET（如B3M020120ZL的$20~mOmega$ ），在內(nèi)側(cè)開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間較長(zhǎng)的工況下（尤其是在部分負(fù)載條件下，這是混合逆變器常見(jiàn)的運(yùn)行狀態(tài) ），這種導(dǎo)通損耗的降低將帶來(lái)可觀的效率提升。

5.2. 系統(tǒng)級(jí)優(yōu)勢(shì)與設(shè)計(jì)建議

采用該非對(duì)稱SiC方案所帶來(lái)的性能提升，將轉(zhuǎn)化為切實(shí)的系統(tǒng)級(jí)優(yōu)勢(shì)：

功率密度提升： 總損耗的降低意味著散熱需求的減小。更低的散熱器體積和重量，結(jié)合因高開關(guān)頻率而減小的濾波器尺寸，將共同促成逆變器功率密度的顯著提升，使其更緊湊、更輕便 。

無(wú)源元件小型化： B3M013C120Z優(yōu)異的開關(guān)性能支持系統(tǒng)工作在更高的開關(guān)頻率（例如大于60 kHz ）。根據(jù)電磁學(xué)原理，更高的頻率允許使用更小感值的電感和更小容值的電容來(lái)實(shí)現(xiàn)相同的濾波效果，從而大幅減小無(wú)源元件的體積、重量和成本 。

驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)考量： SiC MOSFET的快速開關(guān)特性對(duì)其驅(qū)動(dòng)電路提出了嚴(yán)苛要求。為充分發(fā)揮其性能并確?？煽窟\(yùn)行，必須選用高性能的隔離柵極驅(qū)動(dòng)器?；景雽?dǎo)體的BTD5350x系列驅(qū)動(dòng)器是一個(gè)合適的選擇 30。其高達(dá)10A的峰值輸出電流，能夠快速對(duì)SiC MOSFET的輸入電容進(jìn)行充放電，實(shí)現(xiàn)納秒級(jí)的開關(guān)邊沿；低至60ns的傳輸延時(shí)保證了控制信號(hào)的精確傳遞；高達(dá)5000Vrms的隔離電壓則確保了高壓側(cè)與低壓控制側(cè)的安全隔離。特別推薦選用BTD5350M版本，其集成的米勒鉗位功能能夠在關(guān)斷期間為柵極提供一個(gè)低阻抗通路，有效抑制由高$dv/dt$引起的米勒電流導(dǎo)致的寄生導(dǎo)通風(fēng)險(xiǎn)，這對(duì)于提升SiC應(yīng)用系統(tǒng)的魯棒性至關(guān)重要 。

表5.1 T型三電平逆變器不同配置方案的性能預(yù)測(cè)基準(zhǔn)

注：表中數(shù)據(jù)為基于典型工況的定性與半定量預(yù)測(cè)，旨在說(shuō)明不同方案間的相對(duì)性能差異。

該性能預(yù)測(cè)清晰地表明，通過(guò)在T型拓?fù)渲蟹菍?duì)稱地部署B(yǎng)3M013C120Z和B3M010C075Z，能夠?qū)崿F(xiàn)最低的綜合損耗，從而達(dá)到最高的系統(tǒng)效率和功率密度，充分體現(xiàn)了該方案的技術(shù)價(jià)值。

6. 結(jié)論與展望

6.1. 結(jié)論總結(jié)

傾佳電子深入分析了混合逆變器的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，并聚焦于T型三電平拓?fù)浼捌鋬?yōu)化方案。分析表明，T型三電平拓?fù)湟蚱漭^低的導(dǎo)通損耗而具備效率優(yōu)勢(shì)，而其外側(cè)開關(guān)承受全母線電壓的挑戰(zhàn)則可由高性能高壓SiC MOSFET有效應(yīng)對(duì)。

通過(guò)對(duì)基本半導(dǎo)體B3M013C120Z (1200V) 和B3M010C075Z (750V) 兩款SiC MOSFET的詳細(xì)特性表征，傾佳電子論證了在T型拓?fù)渲胁捎梅菍?duì)稱器件配置的巨大應(yīng)用價(jià)值。將具備高耐壓和低開關(guān)損耗的B3M013C120Z用于外側(cè)開關(guān)，同時(shí)將具備超低導(dǎo)通電阻的B3M010C075Z用于內(nèi)側(cè)中性點(diǎn)開關(guān)，是一種高度精細(xì)化的協(xié)同設(shè)計(jì)。該方案充分利用了T型拓?fù)涞膬?nèi)在特性與不同電壓等級(jí)SiC器件的性能優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)了開關(guān)損耗和導(dǎo)通損耗的同步最小化。

深圳市傾佳電子有限公司（簡(jiǎn)稱“傾佳電子”）是聚焦新能源與電力電子變革的核心推動(dòng)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(chǔ)能、充電基礎(chǔ)設(shè)施；
交通電動(dòng)化：服務(wù)新能源汽車三電系統(tǒng)（電控、電池、電機(jī)）及高壓平臺(tái)升級(jí)；
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(dòng)國(guó)產(chǎn)SiC替代進(jìn)口、加速能源低碳轉(zhuǎn)型”為使命，響應(yīng)國(guó)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。
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6.2. 關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)回顧

綜上所述，采用B3M013C120Z和B3M010C075Z構(gòu)建的非對(duì)稱T型三電平逆變器方案，其核心優(yōu)勢(shì)在于：

極致的系統(tǒng)效率： 在寬泛的負(fù)載范圍內(nèi)，尤其是在混合逆變器常見(jiàn)的輕載和中載工況下，均能保持極高的轉(zhuǎn)換效率。

卓越的功率密度： 更高的效率和更高的開關(guān)頻率共同作用，使得散熱系統(tǒng)和無(wú)源濾波元件的體積得以大幅縮減，從而實(shí)現(xiàn)更緊湊、更輕量化的產(chǎn)品設(shè)計(jì)。

優(yōu)化的成本效益： 通過(guò)在內(nèi)側(cè)橋臂使用成本更低的750V SiC器件，實(shí)現(xiàn)了在不犧牲甚至提升性能的前提下，對(duì)系統(tǒng)BOM成本的有效控制。

6.3. 未來(lái)展望

展望未來(lái)，混合逆變器的技術(shù)發(fā)展將繼續(xù)沿著高頻化、高密度化和高集成化的路徑演進(jìn)。寬禁帶半導(dǎo)體將扮演愈發(fā)重要的角色，其應(yīng)用將從分立器件逐步走向更高度集成的功率模塊。隨著SiC技術(shù)的不斷成熟和成本的進(jìn)一步下降，以及GaN器件在高頻應(yīng)用領(lǐng)域的崛起，未來(lái)可能會(huì)出現(xiàn)更多創(chuàng)新的混合拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，例如混合SiC/GaN的配置方案，以在不同功率等級(jí)和應(yīng)用場(chǎng)景下尋求最佳的性能與成本平衡點(diǎn) ?；景雽?dǎo)體等器件供應(yīng)商通過(guò)持續(xù)推出性能更優(yōu)的SiC MOSFET產(chǎn)品，將為下一代高效、高密度混合逆變器的發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

審核編輯 黃宇