為什么在儲能變流器PCS應用中碳化硅SiC模塊全面革掉IGBT模塊的命！

 

儲能變流器（Power Conversion System）英文簡稱PCS，可控制蓄電池的充電和放電過程，進行交直流的變換，在無電網情況下可以直接為交流負荷供電。 儲能變流器PCS由DC/AC 雙向變流器、控制單元等構成。 根據功率指令的符號及大小控制變流器對電池進行充電或放電，實現對電網有功功率及無功功率的調節。PCS儲能變流器，全稱Power Conversion System，是儲能系統中的關鍵設備，用于實現儲能電池與電網之間的能量轉換和雙向流動。它能夠將直流電轉換為交流電或將交流電轉換為直流電，以滿足電網對儲能系統的充放電需求。PCS儲能變流器在儲能系統中扮演著“橋梁”的角色，連接著儲能電池和電網，確保儲能系統的高效、穩定運行。

 

PCS儲能變流器的應用場景

 

1.能量時移：在用戶側儲能系統中，PCS儲能變流器可以用于能量時移，將白天時段內光伏多余的發電量儲存起來，在晚上或者陰雨天氣無光伏發電量的時段內再通過PCS釋放出來，可以實現光伏發電的最大化自發自用。

 

2.峰谷套利：在用戶側儲能系統中，尤其是執行分時電價的工商業園區，PCS儲能變流器可用于進行峰谷套利，通過在電價低廉的時間段進行充電，在電價高昂的時間段進行放電，實現低充高放進行套利，達到節省園區整體用電成本的目的。

 

3.動態擴容：在電力容量受限的場景，類似電動汽車充電站場景，通過PCS儲能變流器配置儲能電池來進行動態擴容，充電高峰時候，PCS儲能變流器進行放電，提供額外的功率支持；充電低峰時，PCS儲能變流器進行充電，儲存低價的電能進行備用，既能實現峰谷套利，又能給充電場站進行動態擴容。

 

4. 微電網系統：在微電網系統中，PCS儲能變流器能夠實現分布式電源與儲能系統的協調控制，提高微電網的穩定性和供電質量。通過PCS儲能變流器的精確功率控制和智能能量管理，可以實現微電網系統中電源和負荷的平衡和優化調度。

 

5. 電力系統調頻調峰：在電力系統中，PCS儲能變流器可以用于調頻調峰，提高電網的穩定性和可靠性。當電網負荷高峰時，PCS儲能變流器可以釋放儲能電池中的能量，為電網提供額外的功率支持；當電網負荷低谷時，PCS儲能變流器則可以吸收電網中的多余能量，為儲能電池充電，以備后用。

 

PCS儲能變流器的發展趨勢

 

目前在大型儲能電站中普遍采用集中式PCS,一臺大功率PCS同時控制多簇并聯的電池，電池簇間的不均衡問題得不到有效的處理；而組串式PCS，一臺中小功率的PCS只控制一簇電池，實現一簇一管理，有效規避電池簇間的木桶效應，提升系統壽命，提高全壽命周期放電容量，組串式PCS規模化應用趨勢已見雛形，在工商業儲能一體柜中組串式PCS已成為行業主流方案，未來在大型儲能電站中也將實現大規模化應用。

 

隨著新能源和智能電網的快速發展以及儲能技術的不斷進步，PCS儲能變流器將面臨更大的發展機遇和挑戰。未來，PCS儲能變流器將朝著更高效、更智能、更靈活的方向發展。

 

IGBT模塊在十幾 kHz開關頻率中就會表現出嚴重的局限性，由于IGBT模塊尾電流導致損耗較大。使用 SiC-MOSFET模塊，開關頻率增加，從而減小了濾波器體積。SiC 模塊允許在數十和數百 kHz 的頻率下運行，開關損耗相對較低，從而顯著減少了濾波器和散熱熱系統的體積。這些技術進步使變流器總體積大幅度減少，效率提高，從而能夠在較低溫度下運行并可能延長組件的使用壽命。

為了滿足PCS儲能變流器更高效的需求，使用基本公司碳化硅SiC模塊全面取代IGBT模塊，可以提升系統效率1%，有效提升客戶在PCS生命周期里的收益。SiC模塊全面取代IGBT模塊，從而將PCS儲能變流器開關損耗降低高達 70% 至 80%，在儲能變流器PCS應用中碳化硅SiC模塊全面革掉IGBT模塊的命！

 

 

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隨著銅價暴漲高燒不退，如何降低電感等磁性元件成本將成為電力電子制造商的一大痛點，使用國產SiC碳化硅MOSFET功率器件供應商-基本公司™碳化硅MOSFET單管或者模塊替代IGBT單管或模塊，可以顯著提頻降低系統綜合成本（電感磁性元件，散熱系統，整機重量），電力電子系統的全碳SiC時代，未來已來！基半BASiC一級代理商專業分銷國產SiC碳化硅MOSFET功率器件供應商-基本公司™SiC碳化硅MOSFET！基半BASiC一級代理商全力推進基本公司™國產碳化硅（SiC）MOSFET在電力電子應用中全面取代IGBT!

 

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基半BASiC一級代理商致力于SiC模塊在電力電子應用中全面取代IGBT模塊，SiC單管在電力電子應用中全面取代IGBT單管，650V SiC碳化硅MOSFET在電源應用中全面取代Super Junction超結MOSFET!

 

國產SiC碳化硅MOSFET功率器件供應商-基本公司™2000V系列SiC碳化硅MOSFET適用于1500V光儲系統，1500V系統大組串SiC光伏逆變器，1500V系統儲能變流器PCS，1500V系統固態斷路器，固態變壓器等。

 

大組串IGBT光伏逆變器MPPT傳統上使用飛跨電容IGBT方案，控制復雜，頻率低，采用國產SiC碳化硅MOSFET功率器件供應商-基本公司™2000V系列SiC碳化硅MOSFET進行兩電平改造，控制簡單可靠，頻率提升，電感成本降低，MPPT部分提升效率，降低成本。

 

IGBT芯片技術不斷發展，但是從一代芯片到下一代芯片獲得的改進幅度越來越小。這表明IGBT每一代新芯片都越來越接近材料本身的物理極限。SiC MOSFET寬禁帶半導體提供了實現半導體總功率損耗的顯著降低的可能性。使用SiC MOSFET可以降低開關損耗，從而提高開關頻率。進一步的，可以優化濾波器組件，相應的損耗會下降，從而全面減少系統損耗。通過采用低電感SiC MOSFET功率模塊，與同樣封裝的Si IGBT模塊相比，功率損耗可以降低約70%左右，可以將開關頻率提5倍（實現顯著的濾波器優化），同時保持最高結溫低于最大規定值。

 

未來隨著設備和工藝能力的推進，更小的元胞尺寸、更低的比導通電阻、更低的開關損耗、更好的柵氧保護是SiC碳化硅MOSFET技術的主要發展方向，體現在應用端上則是更好的性能和更高的可靠性。

為此，BASiC™國產SiC碳化硅MOSFET功率器件供應商-基本公司™研發推出更高性能的第三代碳化硅MOSFET，該系列產品進一步優化鈍化層，提升可靠性，相比上一代產品擁有更低比導通電阻、器件開關損耗，以及更高可靠性等優越性能，可助力光伏儲能、新能源汽車、直流快充、工業電源、通信電源、伺服驅動、APF/SVG、熱泵驅動、工業變頻器、逆變焊機、四象限工業變頻器等行業實現更為出色的能源效率和應用可靠性。

 

為滿足光伏儲能領域高電壓、大功率的應用需求，BASiC™國產SiC碳化硅MOSFET功率器件供應商-基本公司™基于第二代SiC MOSFET技術平臺開發推出了2000V 24mΩ、1700V 600mΩ高壓系列碳化硅MOSFET，產品具有低導通電阻、低導通損耗、低開關損耗、支持更高開關頻率運行等特點。

針對新能源汽車的應用需求，BASiC™國產SiC碳化硅MOSFET功率器件供應商-基本公司™研發推出符合AEC-Q101認證和PPAP要求的1200V 80mΩ和40mΩ 的碳化硅MOSFET，可主要應用在車載充電機及汽車空調壓縮機驅動中。

B3M040120Z是BASiC™國產SiC碳化硅MOSFET功率器件供應商-基本公司™基于第三代碳化硅MOSFET技術平臺開發的最新產品，該系列產品進一步優化鈍化層，提升可靠性，相對于上一代產品在比導通電阻、開關損耗以及可靠性方面有更進一步提升。

BMF240R12E2G3是BASiC™國產SiC碳化硅MOSFET功率器件供應商-基本公司™基于PcoreTM2 E2B封裝的1200V 5.5mΩ工業級全碳化硅半橋功率模塊，產品采用集成的NTC溫度傳感器、Press-Fit壓接技術以及高封裝可靠性的氮化硅AMB陶瓷基板，在導通電阻、開關損耗、抗誤導通、抗雙極性退化等方面表現出色。

B2M040120T和B2M080120T是BASiC™國產SiC碳化硅MOSFET功率器件供應商-基本公司™基于第二代碳化硅MOSFET技術開發的頂部散熱內絕緣的塑封半橋模塊，主要應用于OBC、空調壓縮機和工業電源中。

BASiC™國產SiC碳化硅MOSFET功率器件供應商-基本公司™推出可支持米勒鉗位的雙通道隔離驅動芯片BTD25350系列，此驅動芯片專為碳化硅MOSFET門極驅動設計，可高效可靠抑制碳化硅MOSFET的誤開通，還可用于驅動MOSFET、IGBT等功率器件。

 

 

為了保持電力電子系統競爭優勢，同時也為了使最終用戶獲得經濟效益，一定程度的效率和緊湊性成為每一種電力電子應用功率轉換應用的優勢所在。隨著IGBT技術到達發展瓶頸，加上SiC MOSFET絕對成本持續下降，使用SiC MOSFET替代升級IGBT已經成為各類型電力電子應用的主流趨勢。

 

 

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