國(guó)產(chǎn)SiC器件飛跨電容三電平取代2000V器件兩電平MPPT升壓方案
基本半導(dǎo)體碳化硅MOSFET B3M013C120Z與二極管B3D80120H2組合大組串逆變器MPPT升壓方案優(yōu)勢(shì)分析以及全面取代老舊的2000V器件兩電平MPPT升壓方案成為趨勢(shì)
一、方案技術(shù)優(yōu)勢(shì)
高效率與低損耗
SiC MOSFET高頻特性：B3M013C120Z的開(kāi)關(guān)損耗（Eon=580μJ@800V/60A）和導(dǎo)通電阻（RDS(on)=13.5mΩ@18V）顯著優(yōu)于傳統(tǒng)硅基IGBT或老款2000V器件兩電平MPPT升壓方案。結(jié)合飛跨電容三電平拓?fù)洌山档?0%以上的開(kāi)關(guān)損耗，提升系統(tǒng)效率至98%以上。
零反向恢復(fù)電流：B3D80120H2 SiC二極管無(wú)反向恢復(fù)電荷（Qrr=0），消除二極管關(guān)斷損耗，進(jìn)一步減少高頻工況下的能量損失。
高電壓與高功率密度
1500V系統(tǒng)適配性：B3M013C120Z（1200V）與B3D80120H2（1200V）串聯(lián)設(shè)計(jì)可輕松覆蓋1500V光伏組串電壓，且飛跨電容三電平拓?fù)鋵⑵骷妷簯?yīng)力降至750V以下。
緊湊化設(shè)計(jì)：SiC器件高頻特性允許使用更小磁元件和散熱器，功率密度提升30%以上，系統(tǒng)體積縮小40%。
高溫穩(wěn)定性與可靠性
高溫性能：B3M013C120Z在175°C時(shí)導(dǎo)通電阻僅24mΩ（ΔRDS(on) <80%），且閾值電壓漂移（ΔVGS(th) <0.2V），確保高溫下穩(wěn)定運(yùn)行。
長(zhǎng)壽命設(shè)計(jì)：SiC MOSFET通過(guò)3000小時(shí)HTGB（高溫柵偏）和TDDB（經(jīng)時(shí)擊穿）測(cè)試，推算壽命超72萬(wàn)小時(shí)（82年）。
系統(tǒng)成本優(yōu)化
降低散熱需求：SiC器件損耗低，散熱器成本減少50%；
減少方案成本：2000V器件價(jià)格高昂且市場(chǎng)稀缺，采用基本股份國(guó)產(chǎn)SiC MOSFET和碳化硅二極管組合整體成本降低20%以上。
二、2000V兩電平MPPT升壓方案劣勢(shì)
2000V器件兩電平方案
成本高昂和供應(yīng)鏈壓力：2000V耐壓器件成本高且供貨不穩(wěn)定；
EMI挑戰(zhàn)：兩電平拓?fù)潆妷禾儎×遥珽MI濾波成本增加30%。
三、取代趨勢(shì)與市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)力
技術(shù)趨勢(shì)
三電平拓?fù)淦占?/strong>：飛跨電容三電平已成為1500V光伏逆變器主流架構(gòu)，其低諧波、低損耗特性完美匹配SiC器件優(yōu)勢(shì)；
碳化硅成本下降：6英寸晶圓量產(chǎn)推動(dòng)SiC器件價(jià)格年降15%-20%，2025年國(guó)產(chǎn)SiC方案成本優(yōu)于硅基方案和進(jìn)口器件。
政策與標(biāo)準(zhǔn)推動(dòng)
高效能要求：中國(guó)“雙碳”目標(biāo)及歐洲CE認(rèn)證強(qiáng)制要求逆變器效率≥98%，傳統(tǒng)方案難以達(dá)標(biāo)；
高電壓系統(tǒng)升級(jí)：1500V組串成為光伏電站標(biāo)配，老款兩電平方案無(wú)法滿(mǎn)足新一代系統(tǒng)需求。
產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同
基本半導(dǎo)體提供從芯片到模塊的全套解決方案，支持定制化設(shè)計(jì)，BASiC基本股份針對(duì)SiC碳化硅MOSFET多種應(yīng)用場(chǎng)景研發(fā)推出門(mén)極驅(qū)動(dòng)芯片，可適應(yīng)不同的功率器件和終端應(yīng)用。BASiC基本股份的門(mén)極驅(qū)動(dòng)芯片包括隔離驅(qū)動(dòng)芯片和低邊驅(qū)動(dòng)芯片，絕緣最大浪涌耐壓可達(dá)8000V，驅(qū)動(dòng)峰值電流高達(dá)正負(fù)15A，可支持耐壓1700V以?xún)?nèi)功率器件的門(mén)極驅(qū)動(dòng)需求。
BASiC基本股份低邊驅(qū)動(dòng)芯片可以廣泛應(yīng)用于PFC、DCDC、同步整流，反激等領(lǐng)域的低邊功率器件的驅(qū)動(dòng)或在變壓器隔離驅(qū)動(dòng)中用于驅(qū)動(dòng)變壓器，適配系統(tǒng)功率從百瓦級(jí)到幾十千瓦不等。
BASiC基本股份推出正激 DCDC 開(kāi)關(guān)電源芯片BTP1521xx，該芯片集成上電軟啟動(dòng)功能、過(guò)溫保護(hù)功能，輸出功率可達(dá)6W。芯片工作頻率通過(guò)OSC 腳設(shè)定，最高工作頻率可達(dá)1.5MHz，非常適合給隔離驅(qū)動(dòng)芯片副邊電源供電。
對(duì)SiC碳化硅MOSFET單管及模塊+18V/-4V驅(qū)動(dòng)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(qū)動(dòng)IC BTL27524或者隔離驅(qū)動(dòng)BTD5350MCWR(支持米勒鉗位)。
結(jié)論
BASiC基本半導(dǎo)體B3M013C120Z與B3D80120H2組合而成的1500V地面電站大組串MPPT升壓方案，憑借高效率、高可靠性、高功率密度及成本優(yōu)勢(shì)，正在快速取代老舊的2000V耐壓器件的兩電平MPPT升壓方案。其飛跨電容三電平設(shè)計(jì)不僅契合1500V光伏系統(tǒng)需求，更引領(lǐng)行業(yè)向高頻化、緊湊化、智能+化方向發(fā)展。隨著碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈成熟與政策支持，該方案將成為全球光伏逆變器的主流選擇，推動(dòng)新能源發(fā)電效率邁向新高度。
審核編輯 黃宇
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