全SiC碳化硅家用單相光伏逆變器設計方案（基于B3M040065Z和B3D20065H）

家用全SiC碳化硅單相光伏逆變器設計方案（基于B3M040065Z和B3D20065H）

1. 系統(tǒng)架構

輸入：光伏板直流輸入（假設電壓范圍：100-450V DC，功率5kW）。

輸出：220V AC/50Hz 單相交流電。

拓撲：

MPPT升壓級：采用升壓轉換器，使用B3M040065Z作為主開關，B3D20065H作為續(xù)流二極管。

逆變級：全橋逆變拓撲，使用4個B3M040065Z作為主開關器件。

2. 關鍵器件選型與特性

器件參數(shù)應用場景B3M040065Z- 40mΩ@18V
- 低電容、高開關頻率MPPT主開關、全橋逆變開關B3D20065H- 31A@135°C
- 零反向恢復、低漏電流升壓續(xù)流、逆變續(xù)流

3. MPPT升壓級設計

功能：將光伏輸入電壓提升至穩(wěn)定的中間直流母線電壓（如400V）。

電路拓撲：Boost升壓轉換器。

主開關：B3M040065Z（驅動電壓18V，需快速門極驅動電路）。

續(xù)流二極管：B3D20065H（利用其零反向恢復特性降低損耗）。

控制策略：

采用PWM控制，集成MPPT算法（如擾動觀察法）。

開關頻率設定為100-200kHz（利用SiC器件的高頻優(yōu)勢）。

4. 逆變級設計

電路拓撲：全橋逆變器（H橋）。

開關器件：4個B3M040065Z（每臂2個并聯(lián)，提升電流能力）。

調制方式：正弦脈寬調制（SPWM），頻率50Hz。

驅動電路：

采用隔離型門極驅動器（如BTD5350MCWR），支持18V驅動電壓和負壓關斷（-4V）。

添加RC緩沖電路，抑制高頻振蕩和EMI。

BASiC基本股份針對SiC碳化硅MOSFET多種應用場景研發(fā)推出門極驅動芯片，可適應不同的功率器件和終端應用。BASiC基本股份的門極驅動芯片包括隔離驅動芯片和低邊驅動芯片，絕緣最大浪涌耐壓可達8000V，驅動峰值電流高達正負15A，可支持耐壓1700V以內功率器件的門極驅動需求。

BASiC基本股份低邊驅動芯片可以廣泛應用于PFC、DCDC、同步整流，反激等領域的低邊功率器件的驅動或在變壓器隔離驅動中用于驅動變壓器，適配系統(tǒng)功率從百瓦級到幾十千瓦不等。

BASiC基本股份推出正激 DCDC 開關電源芯片BTP1521P,BTP1521F，該芯片集成上電軟啟動功能、過溫保護功能，輸出功率可達6W。芯片工作頻率通過OSC 腳設定，最高工作頻率可達1.5MHz，非常適合給隔離驅動芯片副邊電源供電。

對SiC碳化硅MOSFET單管及模塊+18V/-4V驅動電壓的需求，BASiC基本股份提供自研電源IC BTP1521P系列和配套的變壓器以及驅動IC BTL27524或者隔離驅動BTD5350MCWR(支持米勒鉗位)。

5. 關鍵設計參數(shù)

參數(shù) 值 備注

中間直流母線電壓400V 適配220V AC輸出

開關頻率（MPPT）100kHz高頻降低電感體積

開關頻率（逆變）100kHz（載波）兼顧效率與諧波抑制

散熱設計強制風冷+鋁基板散熱器確保結溫≤175°C（SiC耐高溫優(yōu)勢）

保護功能過壓、過流、短路、溫度監(jiān)控集成硬件保護電路（如比較器、保險絲）

6. 性能優(yōu)化

效率提升：

利用B3M040065Z的低RDS(on)（40mΩ）降低導通損耗。

利用B3D20065H的零反向恢復特性減少開關損耗。

EMI抑制：

采用共模濾波器和磁環(huán)抑制高頻噪聲。

PCB布局優(yōu)化（縮短功率回路、單點接地）。

7. 測試與驗證

功能測試：

MPTT跟蹤效率（≥99%）。

逆變輸出THD（≤3%）。

安全標準：

符合EN 62109（光伏逆變器安全標準）、IEEE 1547（并網(wǎng)要求）。

通過結合B3M040065Z的高效開關能力和B3D20065H的零反向恢復特性，本設計可實現(xiàn)高效率（目標≥99%）、高功率密度的家用單相光伏逆變器，適用于5kW級太陽能系統(tǒng)。

傾佳電子（Changer Tech）-專業(yè)汽車連接器及功率半導體(SiC碳化硅MOSFET單管，SiC碳化硅MOSFET模塊，碳化硅SiC-MOSFET，氮化鎵GaN，驅動IC)分銷商，聚焦新能源、交通電動化、數(shù)字化轉型三大方向，致力于服務中國工業(yè)電源，電力電子裝備及新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈。

傾佳電子楊茜致力于推動國產(chǎn)SiC碳化硅模塊在電力電子應用中全面取代進口IGBT模塊，助力電力電子行業(yè)自主可控和產(chǎn)業(yè)升級！

傾佳電子楊茜跟住SiC碳化硅MOSFET功率器件三個必然，勇立功率半導體器件變革潮頭：

傾佳電子楊茜跟住SiC碳化硅MOSFET模塊全面取代IGBT模塊和IPM模塊的必然趨勢！

傾佳電子楊茜跟住SiC碳化硅MOSFET單管全面取代IGBT單管和高壓平面硅MOSFET的必然趨勢！

傾佳電子楊茜跟住650V SiC碳化硅MOSFET單管全面取代SJ超結MOSFET和高壓GaN 器件的必然趨勢！

審核編輯 黃宇