基于ACEPACK SiC 模块和STM32H743的50kW数字控制DC-AC 逆变器.pdf

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1、基于ACEPACK SiC模块和STM32H743的50kW数字控制DC-AC逆变器Rain XU议程21PV逆变器背景2ST PV数字解决方案3ST PV板性能4总结PV逆变器背景PV逆变器4住宅设施商业和工业建筑地面安装的发电厂通常5 kW5 kW-1 MW1-100 MW组串式逆变器5输入规格与要求输入电压200-1100 Vdc正常电压600 Vdc输入电流最大120 A 450 VMPPT电压200-1000 VdcMPPT数4输出规格与要求输出电压312480 V L-L频率50 Hz/4555 Hz输出功率50 kW额定（最大55 kW）Thd0,iLa0Va0,iLa0,iLa

2、0Va0,iLa0,iLa0Va0通过MOS T1或T4从电感器到BUS CAP的电流从输出端和电感器到BUS CAP的能量通过MOS T2和T3从输出端到M点和电感器的电流从输出到M点和电感器的能量VaVAiLaVaVAiLaT3 on(=1)，能量释放T1 on(=1)，能量释放T型三相运行Si IGBT12T2 on(=1)，能量释放T4 on(=1)，能量释放Va0,iLa0Va0通过二极管D1或D4从电感器到BUS CAP的电流从输出端和电感器到BUS CAP的能量从输出到M点和电感器的电流通过MOS T3和二极管D2或MOS T2和二极管D3 从输出到M点和电感器的能量VaVAiL

3、aVaVAiLa简化框图13TSV912IDTTSV914IDTA2U8M12W3-FC x 3STGAP2SICSC x 12电路板整体组装141.DC输入连接器2.BUS CAP3.驱动板4.LCL滤波器5.电感电流传感器6.控制板7.检测电路8.继电器9.漏电流传感器10.辅助电源电路11.EMI滤波器12.AC输出连接器13.SiC模块WxLxH:300 x 400 x 70 mm213489657101112137SiC模块-A2U8M12W315ACEPACK 2功率模块，基于碳化硅功率MOSFET的三电平拓扑：750&1200 V,100 ASiC模块-A2U8M12W316三相

4、对称LVRT或HVRT故障：Iqmax 1.05*Irated=79.8ALVRTHVRT运行VaVAiLaVaVAiLaVa0,iLa0Va0,iLa0STGAP2电气隔离17L6983i满载时的功率损耗对比18Fsw=40 kHz,Po=50 kWTypeIGBTSiC%Conduction loss105.165355.15152.44%Switching loss137.73936.19826.28%更低的传导损耗更低的开关损耗低47.56%低73.72%Pcond(T1+T4)Pcond(T2+T3)Pcond(D1+D4)Pcond(D2+D3)Pon(T1+T4)Poff(T1+

5、T4)Pon(T2+T3)Poff(T2+T3)Prec(D1+D4)Prec(D2+D3)ST SiC4031.01524.1360037.22613.314010.577011.2898.72%ST SiC2031.01524.1360018.6136.65705.28805.6498.94%IGBT4047.61326.693030.854115.39119.1600040.997.26%IGBT2047.61326.693030.85457.759.58800020.45198.05%Psw(W)Eff(%)SW typefs(kHz)Pconduction(W)SiC：损耗更低，效率

6、更高19SiC MOSFET模块在整个负载范围内显示出更低的损耗SiC MOSFET模块在整个负载范围内显示出更高的效率更低的损耗意味着体积更小的冷却系统；而更高的效率则意味着更好的性能BUS CAP和LCL滤波器优化20BUS CAP+高频率+低电容逆变侧电感Lf电网侧电感Lg+高频率+低电感+高频率+低电感120 F80 H6 HST PV板性能50 kW PV测试平台22示波器差分电压探头辅助电源STLINK编程器风扇电流探头散热器效率、功率因数和谐波23满载时iTHD 3%800Vin 220Vacout时的PF800Vin 220Vacout时的峰值效率为98.89%ABCABC10