適度超前：選擇中功率組串式逆變器的必備知識(shí)

光伏逆變器競(jìng)爭(zhēng)激烈，百花齊放，百家爭(zhēng)鳴，各個(gè)廠家都在費(fèi)盡心機(jī)，讓自己的產(chǎn)品與眾不同，有的廠家以控制成本為主，價(jià)格上做到極低，有的廠家以控制功率密度為主，把尺寸做到極小，有的廠家著重提升效率，有的廠家喜歡新型器件，有的廠家追求自然冷卻，把無(wú)風(fēng)扇進(jìn)行到底。

光伏逆變器涉及電力電子，智能控制，機(jī)械結(jié)構(gòu)，電能質(zhì)量等多個(gè)學(xué)科，是一個(gè)系統(tǒng)工程，逆變器的體積、重量、效率、噪聲、電壓范圍、溫度等每一個(gè)參數(shù)指標(biāo)都很重要，如果單純片面去追求某一兩個(gè)技術(shù)指標(biāo)的完美，則會(huì)犧牲逆變器的其它性能，造成綜合性能變差。

中庸思想貫穿中華五千年的文明史，其核心就是凡事不可太過(guò)，日中則移，月滿則虧，器滿則傾，水滿則溢，物極必反。中庸之道不是說(shuō)不追求完美，而是在均衡的基礎(chǔ)上再追求完美，電子技術(shù)發(fā)展是日新月異，新技術(shù)成為市場(chǎng)上銷(xiāo)售的新亮點(diǎn)，但并不是所有的新技術(shù)都完美無(wú)缺的，也并不是所有的老技術(shù)都是過(guò)時(shí)的，新技術(shù)與舊技術(shù)也沒(méi)有絕對(duì)的界限。以適度超前為原則，均衡發(fā)展為目標(biāo)，從實(shí)際出發(fā)，采取新老技術(shù)相結(jié)合的方式，從用戶的角度出發(fā)，在生命周期內(nèi)實(shí)現(xiàn)收益最大化，才是逆變器設(shè)計(jì)選型中庸之道。

一、功率模塊

功率模塊的技術(shù)突破讓組串式逆變器產(chǎn)生質(zhì)的飛躍！

2013年前，在地面電站使用集中式逆變器，分布式小電站使用組串式逆變器，隨著組串式逆變器功率越做越大，大型地面電站也開(kāi)始使用組串式逆變器， 有關(guān)兩種方案的爭(zhēng)論也一直沒(méi)有停過(guò)，兩種方案各有優(yōu)缺點(diǎn)，集中式逆變器優(yōu)勢(shì)是功率器件少，可靠性高，缺點(diǎn)是MPPT數(shù)量少，電壓范圍窄；組串式逆變器優(yōu)勢(shì)是MPPT數(shù)量多，電壓范圍寬，缺點(diǎn)是功率器件多，可靠性低。

功率開(kāi)關(guān)器件是逆變器最核心的器件之一，承擔(dān)電流的轉(zhuǎn)換工作，長(zhǎng)時(shí)間工作在高溫，高電壓，大電流狀態(tài)，是逆變器最容易出故障的器件，每一個(gè)功率器件就是一個(gè)故障點(diǎn)。光伏逆變器中的功率開(kāi)關(guān)器件主要是指分立器件功率MOSFET和功率模塊IGBT。早期的中功率組串式逆變器，一般采取分立器件，由于功率MOSFET電流都比較少，一般都采取多個(gè)器件并聯(lián)的方式。50KW逆變器采用分立器件來(lái)設(shè)計(jì)，需要60多個(gè)，這么多開(kāi)關(guān)器件堆在一起，會(huì)產(chǎn)生一系列的問(wèn)題。如均流，電磁干擾等等。

大家都知道，功率開(kāi)關(guān)管的失效模式是過(guò)壓，過(guò)溫，過(guò)流。分立元器件由于器件多，元器件之間距離比較遠(yuǎn)，所以電路雜散電感大，造成工作時(shí)尖峰電壓高，元器件容易出現(xiàn)過(guò)壓損壞；多個(gè)元器件并聯(lián)，阻抗不一致，每一個(gè)元器件電流就不一樣，阻抗低的元器件電流大，很容易過(guò)流；分立器件單端固定，接觸面積小，散熱很難保持一致，很容易過(guò)溫。

早期的采用分立元器件的中功率組串式逆變器，在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)過(guò)多故障，讓人們對(duì)中功率組串式逆變器的前程提出了懷疑。不過(guò)直到Vincotech和infineon先后推出了包含多個(gè)元器件的功率模塊，才改變了這一現(xiàn)狀。

Vincotech專(zhuān)為中功率組串式逆變器推出的IGBT功率模塊，一個(gè)模塊相當(dāng)于8個(gè)分立器件。模塊具有很高的靈活性。

雙BOOST功率模塊

相對(duì)于MOSFET，IGBT飽和壓降低，容易實(shí)現(xiàn)高壓、大電流化，在中大功率逆變器占主導(dǎo)地位。而IGBT模塊比分立的IGBT單管具有更高的可靠性和安全工作區(qū)。光伏逆變器前級(jí)采用雙BOOST升壓的IGBT功率模塊，后級(jí)采用三電平IGBT功率模塊，是目前中功率光伏逆變器最佳的方案。