全球能源基礎(chǔ)設(shè)施重構(gòu)下的中國戰(zhàn)略機(jī)遇：基于國產(chǎn)SiC碳化硅功率半導(dǎo)體供應(yīng)鏈體系的新一代固態(tài)變壓器（SST）深度研究報(bào)告

BASiC Semiconductor基本半導(dǎo)體一級(jí)代理商傾佳電子（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(dòng)化和數(shù)字化轉(zhuǎn)型三大方向，代理并力推BASiC基本半導(dǎo)體SiC碳化硅MOSFET單管，SiC碳化硅MOSFET功率模塊，SiC模塊驅(qū)動(dòng)板等功率半導(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！

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！

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

中國傳統(tǒng)變壓器全球爆單下的全碳化硅中國方案新一代固態(tài)變壓器（SST）的戰(zhàn)略機(jī)遇

2025年，全球電力基礎(chǔ)設(shè)施行業(yè)正遭遇前所未有的供應(yīng)鏈危機(jī)。隨著人工智能數(shù)據(jù)中心能耗的爆發(fā)式增長、可再生能源并網(wǎng)需求的激增以及歐美電網(wǎng)設(shè)施的老化，傳統(tǒng)電力變壓器（LPT）面臨著結(jié)構(gòu)性的供需失衡。權(quán)威數(shù)據(jù)顯示，全球電力變壓器供應(yīng)缺口已達(dá)30%，交貨周期從疫情前的數(shù)月延長至80甚至210周。這一物理瓶頸正在扼殺全球能源轉(zhuǎn)型的進(jìn)程。在此背景下，基于寬禁帶半導(dǎo)體技術(shù)的固態(tài)變壓器（Solid State Transformer, SST）不再僅僅是實(shí)驗(yàn)室中的學(xué)術(shù)概念，而是成為了解決電網(wǎng)“最后一公里”瓶頸的唯一技術(shù)解。

傾佳電子楊茜剖析在這一歷史性缺口下，中國如何利用其在第三代半導(dǎo)體領(lǐng)域的全產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢，打造具有全球競爭力的SST固態(tài)變壓器解決方案。特別是以深圳基本半導(dǎo)體（BASiC Semiconductor）為代表的國產(chǎn)SiC功率模塊和以基本半導(dǎo)體子公司青銅劍技術(shù)（Bronze Technologies）為代表的高端驅(qū)動(dòng)方案，正在通過技術(shù)耦合重塑SST的成本與性能曲線。傾佳電子楊茜重點(diǎn)探討SST核心功率級(jí)的拓?fù)溲葸M(jìn)——在AC-DC級(jí)從傳統(tǒng)H橋向有源中點(diǎn)鉗位（ANPC）拓?fù)涞谋厝晦D(zhuǎn)換，以及在DC-DC隔離級(jí)中雙有源橋（DAB）與LLC諧振變換器的技術(shù)博弈與商業(yè)價(jià)值。這不僅是技術(shù)的迭代，更是中國高端制造在全球能源互聯(lián)網(wǎng)中爭奪定義權(quán)的戰(zhàn)略高地。

第一章 全球變壓器供應(yīng)鏈的“灰犀?！蔽C(jī)與SST固態(tài)變壓器的戰(zhàn)略突圍

1.1 全球變壓器市場的結(jié)構(gòu)性斷裂

電力變壓器，這一自法拉第電磁感應(yīng)定律發(fā)現(xiàn)以來便未發(fā)生根本性變革的設(shè)備，在2025年成為了全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展的最大掣肘。根據(jù)Wood Mackenzie的最新市場監(jiān)測數(shù)據(jù)，2025年全球電力變壓器（Power Transformers）的供應(yīng)赤字達(dá)到30%，配電變壓器（Distribution Transformers）的赤字達(dá)到10% 。這一數(shù)據(jù)的背后，是全球供應(yīng)鏈深層次的結(jié)構(gòu)性崩塌。

傳統(tǒng)的變壓器制造高度依賴取向電工鋼（GOES）和銅材，且生產(chǎn)過程屬于勞動(dòng)密集型與技術(shù)密集型的結(jié)合。然而，近年來，隨著歐美去工業(yè)化導(dǎo)致的制造能力萎縮，以及熟練技術(shù)工人的短缺，疊加原材料價(jià)格的劇烈波動(dòng)（2020年以來價(jià)格飆升80%），導(dǎo)致產(chǎn)能擴(kuò)張極其緩慢 。與此同時(shí)，需求側(cè)卻迎來了“三浪疊加”的爆發(fā)：

AI數(shù)據(jù)中心的算力饑渴：超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心的建設(shè)對電力的需求呈現(xiàn)指數(shù)級(jí)增長，其對供電可靠性和電能質(zhì)量的要求遠(yuǎn)超傳統(tǒng)工業(yè)負(fù)載。

可再生能源的分布式接入：風(fēng)光儲(chǔ)等分布式能源的并網(wǎng)需要大量的升壓和并網(wǎng)變壓器，且要求具備雙向潮流控制能力。

電網(wǎng)的現(xiàn)代化改造：歐美現(xiàn)有電網(wǎng)平均壽命超過40年，大量設(shè)備進(jìn)入故障高發(fā)期，更新?lián)Q代需求迫在眉睫 。

這種供需剪刀差導(dǎo)致了交付周期的極端拉長。在美國，大型電力變壓器的交付周期已從2021年的50周延長至2024年的120周，部分特殊規(guī)格甚至需要等待4年 。這實(shí)際上意味著，任何現(xiàn)在規(guī)劃的能源項(xiàng)目，如果依賴傳統(tǒng)變壓器，其投運(yùn)時(shí)間將被迫推遲到2029年以后。

1.2 固態(tài)變壓器（SST）：從替代品到必需品

在傳統(tǒng)物理供應(yīng)鏈?zhǔn)У谋尘跋拢琒ST作為一種基于電力電子技術(shù)的能量轉(zhuǎn)換樞紐，展現(xiàn)出了不可替代的戰(zhàn)略價(jià)值。與依靠鐵芯和銅線圈進(jìn)行磁耦合的工頻變壓器不同，SST通過“整流-逆變-高頻變壓-整流”的電力電子變換鏈路，利用高頻化（10kHz-100kHz）大幅減小了磁性元件的體積和重量，實(shí)現(xiàn)了能量密度的數(shù)量級(jí)提升 。

更重要的是，SST不僅僅是變壓器，它是智能電網(wǎng)的“路由器”。它具備傳統(tǒng)變壓器無法實(shí)現(xiàn)的電壓瞬時(shí)調(diào)節(jié)、無功功率補(bǔ)償、諧波治理以及交直流混合接口能力 。對于數(shù)據(jù)中心而言，SST可以直接輸出800V或400V直流電，省去了傳統(tǒng)鏈路中多級(jí)AC/DC轉(zhuǎn)換的損耗；對于充電站，SST可以省去笨重的工頻變壓器，實(shí)現(xiàn)兆瓦級(jí)超充站的快速部署 。

1.3 中國方案的戰(zhàn)略機(jī)遇窗口

中國目前擁有全球約60%的變壓器制造產(chǎn)能，且在2025年出口額創(chuàng)下新高 。然而，單純依靠產(chǎn)能輸出只能解決量的短缺，無法解決質(zhì)的升級(jí)。真正的戰(zhàn)略機(jī)遇在于輸出基于SiC技術(shù)的SST固態(tài)變壓器整體解決方案。

中國在碳化硅領(lǐng)域已經(jīng)建立了從襯底（天岳、天科合達(dá)）、外延到器件設(shè)計(jì)制造（基本半導(dǎo)體）及驅(qū)動(dòng)控制（青銅劍）的完整產(chǎn)業(yè)鏈。相比于受制于取向硅鋼產(chǎn)能的傳統(tǒng)變壓器，SiC SST的核心瓶頸在于半導(dǎo)體產(chǎn)能，而這正是中國近年來大規(guī)模投資布局的優(yōu)勢領(lǐng)域。利用國產(chǎn)SiC供應(yīng)鏈的成本優(yōu)勢和響應(yīng)速度，中國企業(yè)有能力向全球提供標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的SST固態(tài)變壓器產(chǎn)品，填補(bǔ)傳統(tǒng)變壓器留下的市場真空，并在下一代能源互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)制定中占據(jù)主導(dǎo)地位。

第二章 核心基石：國產(chǎn)碳化硅功率模塊的技術(shù)躍遷

SST商業(yè)化的前提是高壓、高頻、高效率的功率半導(dǎo)體器件。傳統(tǒng)的硅基IGBT受限于開關(guān)損耗，難以支撐SST所需的20kHz以上開關(guān)頻率，導(dǎo)致系統(tǒng)體積縮小有限。而碳化硅（SiC）MOSFET的出現(xiàn)，徹底解開了SST的頻率枷鎖。深圳基本半導(dǎo)體（BASiC Semiconductor）作為國產(chǎn)SiC領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)，其針對工業(yè)級(jí)應(yīng)用開發(fā)的模塊產(chǎn)品，為SST的落地提供了堅(jiān)實(shí)的硬件基礎(chǔ)。

2.1 Pcore?2 ED3系列：為SST而生的工業(yè)級(jí)模塊

基本半導(dǎo)體的Pcore?2 ED3系列SiC MOSFET模塊，特別是BMF540R12MZA3型號(hào)，是目前SST應(yīng)用中極具競爭力的核心器件。該模塊在設(shè)計(jì)之初就明確將**固態(tài)變壓器（SST）**列為首要應(yīng)用場景，顯示了廠商對SST市場需求的精準(zhǔn)捕捉 。

2.1.1 極致的通態(tài)與開關(guān)性能

BMF540R12MZA3模塊基于基本半導(dǎo)體第三代SiC芯片技術(shù)，額定電壓1200V，標(biāo)稱電流540A 。其最核心的優(yōu)勢在于極低的導(dǎo)通電阻和開關(guān)損耗：

導(dǎo)通電阻（RDS(on)?）： 在25°C結(jié)溫下，典型值僅為2.2mΩ。更為關(guān)鍵的是，在175°C的高溫工況下，其導(dǎo)通電阻也能保持在較低水平，這對于SST這種高功率密度、散熱條件嚴(yán)苛的應(yīng)用至關(guān)重要。低導(dǎo)通電阻直接意味著導(dǎo)通損耗的降低，從而提升系統(tǒng)的整體效率。

開關(guān)特性： 模塊的總柵極電荷（QG?）僅為1320 nC，內(nèi)部柵極電阻（Rg(int)?）約為2.5 Ω。這些參數(shù)保證了器件能夠以極高的dv/dt（高達(dá)50 kV/μs）進(jìn)行開關(guān)動(dòng)作。低開關(guān)損耗使得SST的設(shè)計(jì)頻率可以從傳統(tǒng)的數(shù)千赫茲提升至數(shù)十千赫茲，從而大幅減小高頻變壓器的體積 。

2.1.2 氮化硅（Si3?N4?）AMB基板：可靠性的護(hù)城河

SST通常部署在戶外或惡劣的工業(yè)環(huán)境中，面臨劇烈的溫度循環(huán)和機(jī)械振動(dòng)。ED3系列模塊采用了高性能的**氮化硅（Si3?N4?）活性金屬釬焊（AMB）**陶瓷基板 。

機(jī)械強(qiáng)度： Si3?N4?的抗彎強(qiáng)度高達(dá)700 N/mm2，遠(yuǎn)超傳統(tǒng)的氧化鋁（Al2?O3?, 450 N/mm2）和氮化鋁（AlN, 350 N/mm2）。這意味著模塊在極端的溫度沖擊下，陶瓷層不易發(fā)生斷裂。

熱循環(huán)壽命： 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，在經(jīng)歷1000次以上的冷熱沖擊循環(huán)后，Si3?N4? AMB基板仍能保持銅箔與陶瓷的緊密結(jié)合，未出現(xiàn)分層現(xiàn)象。這種高可靠性設(shè)計(jì)消除了SST長期運(yùn)行中的一大隱患，使其能夠滿足電網(wǎng)級(jí)設(shè)備20-30年的設(shè)計(jì)壽命要求 。

2.2 62mm與E2B系列：模塊化設(shè)計(jì)的靈活性

除了ED3系列，基本半導(dǎo)體還提供了豐富的封裝選擇，以適應(yīng)SST不同功率等級(jí)的模塊化設(shè)計(jì)需求：

62mm工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)封裝（BMF540R12KHA3）： 這款1200V/540A的模塊采用了低雜散電感設(shè)計(jì)（Lσ?≈30nH），并使用PPS外殼材料以提升耐溫能力。其開關(guān)能量損耗在25°C時(shí)分別為開通37.8 mJ和關(guān)斷13.8 mJ，非常適合作為SST中的基礎(chǔ)功率單元（PEBB）。

E2B封裝（BMF240R12E2G3）： 額定電流240A，集成NTC溫度傳感器，支持Press-FIT壓接技術(shù)，便于在大規(guī)模自動(dòng)化產(chǎn)線中進(jìn)行裝配。其小巧的體積適合用于構(gòu)建多電平拓?fù)洌ㄈ缂?jí)聯(lián)H橋）中的子模塊 。

這些模塊化產(chǎn)品的推出，使得國產(chǎn)SST廠商可以像搭積木一樣，根據(jù)電壓等級(jí)和容量需求，靈活構(gòu)建不同規(guī)格的變壓器系統(tǒng)，極大地降低了研發(fā)門檻和周期。

第三章 神經(jīng)中樞：青銅劍驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的精準(zhǔn)控制與保護(hù)

如果說SiC模塊是SST的肌肉，那么柵極驅(qū)動(dòng)器就是神經(jīng)系統(tǒng)。SiC MOSFET的高頻高速開關(guān)特性雖然帶來了效率的提升，但也給驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)帶來了巨大的挑戰(zhàn)，如米勒效應(yīng)引起的誤導(dǎo)通、極高的dv/dt導(dǎo)致的共模干擾以及短路保護(hù)的響應(yīng)速度要求。青銅劍技術(shù)（Bronze Technologies）作為國內(nèi)領(lǐng)先的驅(qū)動(dòng)方案提供商，其針對SiC定制的驅(qū)動(dòng)解決方案是保障國產(chǎn)SST穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵一環(huán)。

3.1 針對高頻SiC的驅(qū)動(dòng)優(yōu)化

青銅劍的2CP系列即插即用驅(qū)動(dòng)器專為62mm和ED3封裝的SiC模塊設(shè)計(jì)，解決了SiC驅(qū)動(dòng)的幾大痛點(diǎn) ：

電壓匹配： 提供+18V/?4V的驅(qū)動(dòng)電壓。+18V確保SiC MOSFET完全導(dǎo)通，獲得最低的RDS(on)?；-4V的負(fù)壓關(guān)斷則提高了抗干擾能力，防止在高速開關(guān)過程中因柵極震蕩而誤導(dǎo)通。

驅(qū)動(dòng)功率與電流： 單通道輸出功率高達(dá)2W-4W，峰值電流可達(dá)±25A。這對于驅(qū)動(dòng)像BMF540R12MZA3這樣大容量（輸入電容Ciss?約34nF）的模塊至關(guān)重要，只有足夠大的驅(qū)動(dòng)電流才能實(shí)現(xiàn)納秒級(jí)的開關(guān)速度 。

3.2 米勒鉗位（Miller Clamp）：高頻SST的安全閥

在SST采用的H橋或ANPC拓?fù)渲校舷鹿芙惶鎸?dǎo)通。當(dāng)上管快速開通時(shí)，橋臂中點(diǎn)的電壓瞬間從0跳變到母線電壓，產(chǎn)生極高的dv/dt。這個(gè)電壓變化率會(huì)通過下管（處于關(guān)斷狀態(tài)）的米勒電容（Cgd?）向柵極注入電流。如果驅(qū)動(dòng)回路阻抗不夠低，柵極電壓可能被抬升至閾值電壓（Vth?≈2.7V）以上，導(dǎo)致上下管直通炸機(jī)。

基本半導(dǎo)體的技術(shù)文檔明確指出，驅(qū)動(dòng)SiC MOSFET必須使用米勒鉗位功能 。青銅劍的驅(qū)動(dòng)方案集成了有源米勒鉗位電路：

工作原理： 當(dāng)檢測到柵極電壓低于預(yù)設(shè)閾值（如2V）時(shí)，驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部的一個(gè)低阻抗MOSFET會(huì)導(dǎo)通，將功率管的柵極直接短接到負(fù)電源軌。

效果： 這一機(jī)制為米勒電流提供了一條低阻抗泄放路徑，實(shí)測數(shù)據(jù)顯示，在無米勒鉗位時(shí)，寄生導(dǎo)通電壓可高達(dá)7V以上，而啟用鉗位后可控制在2V以內(nèi)，徹底消除了SST在高頻硬開關(guān)下的直通風(fēng)險(xiǎn) 。

3.3 短路保護(hù)與軟關(guān)斷

SiC器件的短路耐受時(shí)間（SCWT）通常短于IGBT（往往小于3μs），這意味著驅(qū)動(dòng)器必須具備極快的響應(yīng)速度。青銅劍驅(qū)動(dòng)器集成了VDS?去飽和檢測功能，一旦檢測到過流，會(huì)在微秒級(jí)時(shí)間內(nèi)觸發(fā)保護(hù)。同時(shí)，為了防止在切斷大電流時(shí)因線路電感產(chǎn)生過高的電壓尖峰擊穿模塊，驅(qū)動(dòng)器采用了**軟關(guān)斷（Soft Turn-off）**技術(shù)，通過增加關(guān)斷電阻或分級(jí)關(guān)斷，平緩地釋放電感能量，保護(hù)昂貴的SiC模塊 。

第四章 AC-DC級(jí)拓?fù)涓锩簭腍橋到ANPC的必然跨越

SST的前級(jí)AC-DC變換器直接面向中高壓電網(wǎng)（如10kV、35kV），其主要任務(wù)是將工頻交流電整流為穩(wěn)定的直流母線電壓，并控制輸入電流正弦化（PFC）。在這一環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)的兩電平或級(jí)聯(lián)H橋拓?fù)湔诒桓咝У挠性粗悬c(diǎn)鉗位（ANPC）拓?fù)渌〈?/p>

4.1 傳統(tǒng)級(jí)聯(lián)H橋（CHB）的局限性

級(jí)聯(lián)H橋拓?fù)渫ㄟ^將多個(gè)低壓H橋單元串聯(lián)來承受高網(wǎng)壓，具有模塊化程度高的優(yōu)點(diǎn)。然而，在SiC時(shí)代，CHB暴露出了明顯的短板：

器件數(shù)量龐大： 每個(gè)單元都需要獨(dú)立的直流母線電容和隔離電源，系統(tǒng)復(fù)雜度隨電壓等級(jí)線性增加。

電壓應(yīng)力與開關(guān)損耗： 在H橋拓?fù)渲校總€(gè)開關(guān)管在關(guān)斷時(shí)需承受全母線電壓。雖然可以使用3300V或6500V的高壓SiC器件減少級(jí)聯(lián)數(shù)量，但高壓器件的開關(guān)速度較慢，且成本極高。若使用1200V器件，則級(jí)聯(lián)級(jí)數(shù)過多，控制復(fù)雜。

4.2 有源中點(diǎn)鉗位（ANPC）：SiC的最佳搭檔

ANPC拓?fù)涫侨娖絅PC（二極管鉗位）的改進(jìn)版，通過引入有源開關(guān)代替鉗位二極管，徹底改變了高壓變換器的設(shè)計(jì)邏輯。

4.2.1 電壓應(yīng)力減半與1200V器件的越級(jí)應(yīng)用

ANPC最核心的優(yōu)勢在于其三電平結(jié)構(gòu)使得每個(gè)開關(guān)管只需承受一半的直流母線電壓 。這意味著，對于一個(gè)2400V的直流母線系統(tǒng)，設(shè)計(jì)者可以使用成熟度最高、性價(jià)比最優(yōu)的1200V SiC MOSFET（如BASiC的ED3系列），而無需被迫選用昂貴且供貨不穩(wěn)的3300V器件。

戰(zhàn)略意義： 1200V SiC產(chǎn)業(yè)鏈在中國最為成熟，產(chǎn)能最充沛。采用ANPC拓?fù)?，可以直接利用國產(chǎn)1200V產(chǎn)業(yè)鏈解決更高電壓等級(jí)的應(yīng)用需求，規(guī)避了高壓器件的“卡脖子”風(fēng)險(xiǎn)。

4.2.2 損耗分布均衡化

傳統(tǒng)的NPC拓?fù)浯嬖趽p耗分布不均的問題，內(nèi)管和外管的熱應(yīng)力差異巨大，限制了系統(tǒng)的整體容量。ANPC通過引入有源開關(guān)，增加了零電平時(shí)的冗余開關(guān)狀態(tài)?？刂扑惴梢愿鶕?jù)器件的實(shí)時(shí)溫度，靈活選擇電流通路，在不同的開關(guān)管之間輪換導(dǎo)通，從而實(shí)現(xiàn)損耗的主動(dòng)均衡 。

SST價(jià)值： 在SST應(yīng)用中，這意味著可以最大限度地挖掘模塊的電流能力，提升功率密度，延長系統(tǒng)壽命。

4.2.3 效率與諧波的雙重提升

相比于兩電平H橋，ANPC輸出的電壓波形為五電平（線電壓），諧波含量大幅降低。這使得網(wǎng)側(cè)濾波器的體積可以減小50%以上 。同時(shí)，由于單次開關(guān)動(dòng)作的電壓跳變僅為母線電壓的一半，開關(guān)損耗顯著降低。結(jié)合SiC的高速特性，ANPC整流器可以輕松實(shí)現(xiàn)99%以上的轉(zhuǎn)換效率，這對于不僅要求隔離還需要高能效的數(shù)據(jù)中心供電尤為重要。

第五章 DC-DC級(jí)核心博弈：DAB與LLC的技術(shù)路線選擇

SST中間的隔離型DC-DC變換器負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)電氣隔離和電壓匹配，是SST中體積和重量占比最大的部分。實(shí)現(xiàn)高頻化以減小變壓器體積是其核心目標(biāo)。在此階段，雙有源橋（DAB）和LLC諧振變換器是兩種主流技術(shù)路線，它們各有千秋，但在SiC加持下，DAB正逐漸展現(xiàn)出更強(qiáng)的適應(yīng)性。

5.1 雙有源橋（DAB）：全能的“萬能鑰匙”

DAB變換器由原副邊兩個(gè)全橋和中間的高頻變壓器及漏感組成，通過控制原副邊電壓的移相角來調(diào)節(jié)功率傳輸?shù)拇笮『头较颉?/p>

5.1.1 天然的雙向流動(dòng)能力

DAB天生具備能量雙向流動(dòng)的能力，無需額外的輔助電路 。這一點(diǎn)對于現(xiàn)代SST至關(guān)重要。

應(yīng)用場景： 在儲(chǔ)能接入或V2G（車網(wǎng)互動(dòng)）應(yīng)用中，能量需要在電網(wǎng)和電池之間頻繁雙向交換。DAB可以無縫切換功率流向，響應(yīng)速度極快。

5.1.2 寬電壓范圍的適應(yīng)性

SST在電網(wǎng)中運(yùn)行時(shí)，往往面臨輸入電壓波動(dòng)或負(fù)載側(cè)電壓調(diào)整的需求。DAB通過移相控制（SPS, EPS, DPS等），可以在很寬的電壓增益范圍內(nèi)保持穩(wěn)定的功率傳輸。

5.1.3 SiC對DAB的重塑：零電壓開通（ZVS）

傳統(tǒng)硅基DAB在輕載下難以實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)（ZVS），導(dǎo)致效率急劇下降。而SiC MOSFET極小的結(jié)電容和關(guān)斷拖尾電流，使得DAB可以在更寬的負(fù)載范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)ZVS 。

高頻化紅利： 利用BASiC的SiC模塊，DAB的開關(guān)頻率可以推高至50kHz-100kHz。這一頻率下，高頻變壓器的體積僅為同功率工頻變壓器的1/10甚至更小。

5.2 LLC諧振變換器：極致效率的“偏科生”

LLC變換器利用諧振槽路（Lr, Lm, Cr）實(shí)現(xiàn)原邊開關(guān)管的ZVS和副邊整流管的ZCS。

5.2.1 效率天花板

在諧振頻率點(diǎn)附近，LLC可以幾乎消除所有的開關(guān)損耗，實(shí)現(xiàn)全負(fù)載范圍內(nèi)的極高效率（峰值可達(dá)98%-99%）。

低EMI： 由于電流波形接近正弦波，LLC的電磁干擾（EMI）遠(yuǎn)低于DAB的方波電流，簡化了濾波設(shè)計(jì)。

5.2.2 控制的阿喀琉斯之踵

LLC的弱點(diǎn)在于其調(diào)壓能力和雙向控制。LLC通過變頻控制（PFM）調(diào)節(jié)增益，但在寬電壓范圍內(nèi)，頻率變化范圍極大，給磁性元件設(shè)計(jì)帶來困難。此外，實(shí)現(xiàn)雙向CLLC拓?fù)湫枰獜?fù)雜的同步整流控制，且反向模式下的增益特性往往不如正向優(yōu)異 。

5.3 商業(yè)價(jià)值判斷與選擇策略

結(jié)論： 在SST的DC-DC級(jí)選型中，DAB是更具普適性的戰(zhàn)略選擇，特別是對于不僅作為變壓器，還要承擔(dān)能源路由器功能的智能電網(wǎng)SST。

理由： 智能電網(wǎng)的核心是互動(dòng)（雙向潮流）和穩(wěn)定（寬電壓適應(yīng)）。DAB完美契合這兩點(diǎn)。雖然其峰值效率略低于LLC，但SiC器件的低損耗特性已經(jīng)將DAB的效率提升到了98%以上，足以滿足商業(yè)化需求。

LLC的定位： 更適合用于定電壓輸出、單向傳輸?shù)膱鼍?，如?shù)據(jù)中心末端供電或特定負(fù)載的專用電源。

中國方案的策略： 利用國產(chǎn)SiC產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢，大規(guī)模制造基于DAB拓?fù)涞臉?biāo)準(zhǔn)化“電力電子積木”（PEBB）。這種模塊化的DAB單元可以通過積木式串并聯(lián)，快速構(gòu)建出任意電壓和容量等級(jí)的SST，極大縮短交付周期，直擊全球變壓器短缺的痛點(diǎn)。

第六章 商業(yè)價(jià)值與戰(zhàn)略展望

6.1 填補(bǔ)全球真空的“中國速度”

全球變壓器市場30%的缺口和長達(dá)3-4年的交付周期，為中國SST固態(tài)變壓器方案提供了千載難逢的市場切入點(diǎn)。傳統(tǒng)變壓器的產(chǎn)能擴(kuò)張受限于取向硅鋼等原材料的擴(kuò)產(chǎn)周期，是非彈性的；而基于半導(dǎo)體的SST，其核心產(chǎn)能在于芯片和電子制造，這正是中國產(chǎn)能最具彈性的領(lǐng)域。

交付優(yōu)勢： 相比于LPT數(shù)年的等待，基于國產(chǎn)SiC模塊的SST可以將交付周期壓縮至數(shù)月。對于那些因這就缺電而停擺的AI數(shù)據(jù)中心和光伏電站，SST固態(tài)變壓器的高溢價(jià)是完全可以接受的——因?yàn)樗I到的是“時(shí)間”和“開工權(quán)”。

6.2 彎道超車的技術(shù)紅利

通過推廣全SiC SST，中國電力裝備行業(yè)將完成從“原材料輸出”到“高科技輸出”的轉(zhuǎn)型。

數(shù)據(jù)中心市場： SST固態(tài)變壓器的高密度特性使其可以直接部署在服務(wù)器機(jī)房旁，減少低壓直流傳輸損耗，提升PUE值，完美契合綠色數(shù)據(jù)中心的需求。

新能源消納： SST固態(tài)變壓器的有源控制能力解決了分布式能源并網(wǎng)的電壓波動(dòng)問題，成為構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。

6.3 建議與展望

未來3-5年，建議中國產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同發(fā)力：

標(biāo)準(zhǔn)化PEBB研發(fā)： 依托BASiC的ED3/E2B模塊和基本半導(dǎo)體子公司青銅劍驅(qū)動(dòng)，制定SST功率單元的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。

可靠性背書： 充分利用基本半導(dǎo)體H3TRB、DGS等可靠性測試數(shù)據(jù)，向全球客戶證明國產(chǎn)SiC SST的長壽命與高可靠性，消除市場對新技術(shù)的疑慮。

系統(tǒng)級(jí)出海： 不再單賣模塊，而是以SST整機(jī)或核心功率柜的形式出海，輸出包含ANPC/DAB拓?fù)?a target="_blank">算法在內(nèi)的整體解決方案，搶占全球能源互聯(lián)網(wǎng)的定義權(quán)。

2025年的變壓器危機(jī)，是舊電網(wǎng)時(shí)代的落幕，也是SST固態(tài)變壓器時(shí)代的序章。依托基本半導(dǎo)體等國產(chǎn)SiC碳化硅技術(shù)的爆發(fā)，中國方案已不僅僅是一個(gè)備選項(xiàng)，而是全球電力基礎(chǔ)設(shè)施升級(jí)的最優(yōu)解。

關(guān)鍵數(shù)據(jù)表

表 1: 2025年全球變壓器供應(yīng)缺口預(yù)測

表 2: 基本半導(dǎo)體 ED3 系列模塊核心參數(shù) (BMF540R12MZA3)

表 3: SST 關(guān)鍵拓?fù)浼軜?gòu)對比分析

審核編輯 黃宇