光伏逆变器专用IGBT元器件—助力提频增效

来源:工采网电子元件发布时间:2022-11-221415浏览

随着微电子技术和电力电子技术的发展进步，促进了新型大功率半导体器件和驱动控制电路的出现，现在逆变器多采用绝缘栅极晶体管（IGBT）、功率场效应管、MOS控制器晶闸管以及智能型功率模块等各种先进和易与控制的大功率器件。

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逆变器是太阳能光伏发电系统中的关键部件，主要的作用是将光伏组件发出的直流电转变成交流电；是太阳能和用户之间相联系的必经之路；逆变器结构由输入电路、主力变电路、输出电路、辅助电路、控制电路和保护电路等构成；目前，市面上常见的光伏逆变器主要分为集中式逆变器与组串式逆变器，还有新潮的集散式逆变器。

IGBT是光伏逆变器、储能逆变器的核心器件；在逆变器中承担着功率变换和能量传输的作用，是逆变器的心脏。IGBT模块占光伏逆变器价值量的15%至20%，不同的光伏电站需要的IGBT产品略有不同，比如集中式光伏主要采用IGBT模块，而分部式光伏主要采用IGBT单管或模块。

IGBT模块备受各行业青睐，是我国重大科技专项重点扶持项目。它兼具MOSFET(绝缘栅型场效应管)及BJT(双极型三极管)两类器件优势，开关速度快、输入阻抗高、控制功率小、驱动电路简单、开关损耗小、导通电压低、通态电流大、损耗小，在高压、大电流、高速等方面同样优势明显。

IGBT模块可以分为低压（600V以下），中压（600V-1200V）和压(1200V-6700V)它有阴极，阳极，和控制极。关断的时候其阻抗是非常大的基本是断路，接通的时候存在很小的电阻，通过接通或断开控制极来控制阴极和阳极之间的接通和关断。

在光伏逆变器的设计中，常用的IGBT分别为平面型IGBT和沟道型IGBT。在平面型IGBT中，多晶硅栅极是呈“平面”分布或者相对于p+体区是水平分布的。在沟道型IGBT中，多晶硅栅极是以“沟道方式向下”进入p+体区。这种结构有一个优点，就是可以减小通道对电子流的阻力并消除电流拥挤现象，因为此时电子垂直地在通道中流过。在平面型IGBT中，电子以某种角度进入通道，引起电流拥挤，从而增加电子流的阻力。在沟道型IGBT中，电子流的增强使Vce(on)大幅度降低。