[导读]跟着向无碳社会的推动和能源的欠缺，全球对可再生能源寄与厚望，对不竭提高能源操纵效力并改良逆变器手艺（节能的要害）提出了更高要求。而功率元器件和摹拟IC在很年夜水平上决议了逆变器的节能机能和效力。经由过程在合适的利用中利用功率元器件和摹拟IC，可以进一步提高逆变器的功率转换效力，下降工业装备的功耗，从而实现节能。本文将为您介绍在新型逆变器中利用日趋普遍的进步前辈功率元器件和摹拟IC的特征和特点。 跟着向无碳社会的推动和能源的欠缺，全球对可再生能源寄与厚望，对不竭提高能源操纵效力并改良逆变器手艺（节能的要害）提出了更高要求。而功率元器件和摹拟IC在很年夜水平上决议了逆变器的节能机能和效力。经由过程在合适的利用中利用功率元器件和摹拟IC，可以进一步提高逆变器的功率转换效力，下降工业装备的功耗，从而实现节能。本文将为您介绍在新型逆变器中利用日趋普遍的进步前辈功率元器件和摹拟IC的特征和特点。 甚么是具有节能结果的逆变器？ 逆变器是用来将直流电（DC）转换为交换电（AC）并有用地供给所需电力的装备。利用效力高的逆变器，可以更年夜水平地提高举措措施和装备的机能并下降能耗。 提到逆变器，良多人凡是可能会认为它是在FA利用顶用来节制机电的手艺，或用来使电泵、风门、电扇、鼓风机、空调等安稳运行的手艺。其实，有用地转换电能也是逆变器的一个首要用处，是使工业装备更节能的要害手艺。特殊是在寻求无碳社会和碳中和的历程中，太阳能发电举措措施中利用的光伏逆变器市场和充电桩市场不竭增加，从而对具有超卓能量转换效力的逆变器的需求也日趋高涨。接下来将环绕逆变器的功率转换进行具体申明。 逆变器和其相干的功率元器件解决方案在增进包罗太阳能发电系统在内的各类工业举措措施和装备的节能和效力晋升方面阐扬着焦点感化。别的，逆变器的高效运作高度依靠在半导体手艺的前进。经由过程利用进步前辈的半导体，可使逆变器更高效、更不变地工作。另外，还可以耽误装备的利用寿命，进步前辈半导体产物可以或许带来诸多益处。 为何必需要使逆变器加倍节能？ 逆变器自己已不是一项新手艺，大师所用的举措措施和电气装备中都有可能配有逆变器。但是，现在对利用中的举措措施和装备中的逆变器进行改良的需求愈来愈多。 其首要缘由之一是制造现场的用电量增添。今朝，良多出产举措措施的主动化和智能化水平都愈来愈高。虽然单台装备都加倍节能，但从举措措施整体看，用电量却在增添，这类环境不足为奇。要想更年夜水平地阐扬出举措措施的节能机能，逆变器也需要具有响应的机能。 另外一个首要缘由是装备电压晋升和对装备小型化、轻量化的要求提高。例如，在太阳能发电举措措施中，电压愈来愈高，功率调理器却愈来愈小、愈来愈轻，这就要求作为功率转换装备的逆变器可以或许知足这些需求。 功率元器件是提高逆变器节能结果的要害地点 利用逆变器进行功率转换时，年夜约有90%的功率消耗是由功率元器件酿成的。是以，可以绝不夸大地说，功率元器件的机能决议了逆变器的机能。在工业装备范畴，以往主流的Si功率元器件正在被SiC功率元器件和GaN功率器件快速代替。在逆变器范畴也显现一样的趋向。 那末，应当若何为逆变器选择适合的功率元器件呢？事实上，其实不是仅仅改换为新的SiC元器件或GaN器件便可解决问题。这是由于举措措施的范围和需求分歧，响应的解决方案也会分歧。按照举措措施需乞降用处选择适合的功率元器件解决方案，便可以实现性价比更高和能量转换效力更超卓的逆变器，从而经由过程逆变器实现节能。例如，罗姆的功率元器件产物群具有以下特点： 解决分歧课题和困扰的各类半导体产物的特点和优势 抱负的功率元器件解决方案会因逆变器的用处和需要解决的问题和困扰而有所分歧。那末，具体而言，哪些需求更多呢？假如分得太细，涵盖的规模将很是广，所以在这里仅介绍具有代表性的需求和响应的抱负功率元器件解决方案。 1. 但愿优先提高转换效力 当但愿优先提高转换效力、提多发电量时，建议采取和等SiC器件。SiC器件具有耐压高、导通电阻低和开关速度快的优良特征，是以用SiC器件替换Si器件可以晋升转换效力，有助在提多发电量。 例如，当要经由过程家用光伏逆变器提高平均照度下的发电量时，用SiC器件替换Si器件可将发电量提高3.4%摆布，即1kW～2kW时的发电能力估计可改良约45W（全年210kWh）*。别的，对撑持高电压和年夜电流的逆变器的需求也一日千里。 *发电5kW时约为130W（全年570kWh）。 2. 但愿既能提高转换效力，又能下降本钱 既但愿提高转换效力，又但愿下降本钱。可以知足如许的需求。HybridIGBT是在传统IGB江南体育T的反馈单位（续流二极管）中利用了罗姆低消耗SiC SBD（肖特基势垒二极管）的Hybrid型IGBT，与传统的IGBT比拟，可以年夜年夜下降导通时的开关消耗。 该系列产物很是合用在诸如电动汽车（xEV）中的车载充电器和DC-DC转换器IC、太阳能发电系统中的光伏逆变器等处置年夜功率的工业装备和汽车电子装备，具有功率消耗低在Si器件、本钱效益优在SiC器件的长处。 别的，对太阳能发电举措措施中利用的逆变电路、图腾柱PFC电路和LLC电路，建议利用融入了Super Junction MOSFET手艺的PrestoMOS™。PrestoMOS™经由过程采取罗姆专利手艺，同时实现了业界超快反向恢复时候（trr）和本来难以同时实现的低导通电阻，与划一的通俗产物比拟，更有助在逆变器节能。 3. 但愿有助在装备的小型化和轻量化 不但要求装备的节能机能超卓，还但愿装备的体积更小。特别是在太阳能发电举措措施中，散布式系统的普和要求减轻装备重量以下降安装本钱，是以响应的产物显现小型化趋向。针对此类需求，建议采取GaN器件，这类器件在现有的集中式光伏逆变器中作为替换品已最先普和，长短常合用在微型逆变器的器件。 GaN器件具有超卓的开关特征和高频特征，因此在市场上的利用日趋普遍。不但如斯，其导通电阻也低在Si器件，在助力浩繁利用实现更低功耗和小型化方面被寄与厚望。 在太阳能发电举措措施所用的光伏逆变器中，在其MPPT（Maximum Power Point Tracking）和蓄电单位采取GaN器件，与采取SiC器件时比拟，可以进一步下降组成电路的线圈部件的电感值（L），从而可以或许削减绕线匝数、或利用尺寸更细的芯材，是以有助在年夜年夜缩小线圈的体积。别的，还可以削减电解电容器的数目，与Si器件（IGBT）比拟，所需安装面积更小。罗姆将有助在利用产物的节能和小型化的GaN器件定名为“EcoGaN™系列”，并一向致力在进一步提高器件的机能。 * EcoGaN™是ROHM Co., Ltd.的商标或注册商标。 另外一种保举方式是操纵上述第1节中介绍的SiC MOSFET在高温情况下优良的工作特征优势。因为这类器件的允许消耗低，发烧量少，是以可经由过程与适合的外围元器件相连系来减小散热器件的数目和尺寸，从而减轻逆变器的重量。 摹拟IC 与功率元器件一样，电源IC和栅极驱动器IC等摹拟IC对逆变器的机能影响也很年夜。电源IC可以节制装备运行所需的电压，是相当在电气装备心脏的主要器件，起到将电压转换为适合的电压并不变供电的感化。栅极驱动器IC可以节制MOSFET和IGBT的驱动，经由过程节制栅极电压来履行ON/OFF开关动作。因为年夜部门功率消耗产生在开关进程中，是以栅极驱动器IC对提高节能机能而言长短常主要的器件。栅极驱动器IC不但合用在利用年夜电流的工业装备，还合用在要求高耐压的利用。 电源IC 对逆变器用的电源IC，保举采取内置SiC MOSFET的电源IC。这类产物已将SiC MOSFET内置在电源IC中，利用产物无需进行SiC MOSFET驱动电路设计，是以可以年夜年夜削减元器件数目，而且可以操纵庇护电路实现平安的栅极驱动。 栅极驱动器IC 固然SiC MOSFET和GaN器件的机能很高，但它们的开关节制较难，是以离不开高机能的栅极驱动器IC。罗姆具有可以更好地驱动上述各类功率器件的丰硕的栅极驱动器IC产物群。例如，罗姆开辟的GaN用栅极驱动器IC，可以更年夜水平地激起出GaN的高速开关机能，助力利用产物实现节能和小型化。 分流电阻器 在电流检测用处中利用的分流电阻器也是有助在年夜功率利用产物小型化的主要元件。跟着利用产物的功率愈来愈高，对可以或许处置年夜功率且阻值低的分流电阻器的需求也不竭增加。 分流电阻器的亮点在在其优良的散热机能和超卓的温度特征。罗姆的产物声势中包罗撑持高达3W～10W级额定功率的低阻值分流电阻器GMR系列，利用该系列产物，即便在年夜功率前提下工作也能实现高精度的电流检测，有助在装备的平安运行和节能和小型化。 为提高能源操纵率，逆变器手艺正在突飞大进地成长，并已成为包罗工业利用在内的各类能源装备不成或缺的构成部门。操纵这项手艺，可以经由过程将直流电转换为交换电并按照需要优化供电，来削减能源华侈并耽误举措措施和装备的利用寿命。别的，经由过程利用合适利用需乞降目标的抱负半导体解决方案，可以进一步提高逆变器的功率转换效力。罗姆经由过程鞭策进步前辈功率元器件和摹拟IC在逆变器中的利用，来增进各类装备的节能，从而为实现可延续成长社会进献气力。

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