采用新款 IGBT 模块的高性能逆变器

全球正加速向电气化转型，尤其是在交通和基础设施领域。无论是乘用车还是商用/农业车辆 (CAV)，都在转向电动驱动。国际能源署 (IEA) 2022 年的数据显示，太阳能发电量首次超过风电，达到 1300TWh。

转换能量需要用到逆变器和转换器。太阳能光伏 (PV) 板产生直流电，而电网中运行的是交流电。电动汽车 (EV)的情况类似，其主驱电池系统提供直流电，而发动机中的主驱电机需要交流电。

在这两种情况下，电力转换过程的能效具有重要影响，因为任何能量损失都会转化为热量，这就需要风扇或散热器等散热措施，进而会扩大整体解决方案的体积。在确保功率的前提下，减小尺寸和重量对于优化空间利用至关重要。

基于 IGBT 的模块广泛用于电源转换应用，模块的选择将决定系统的整体性能。了解有关新款半桥 IGBT 模块的更多信息。参加我们的独家网络研讨会，了解我们新发布的基于场截止 7 (FS7) IGBT 的 QDual3 模块。

寻找正确的拓扑

选择更好地电路配置是实现高能效的关键。太阳能逆变器和电池储能逆变器通常使用三电平有源中性点箝位 (ANPC) 转换器。这种拓扑结构经过优化设计，可以提升系统的性能和能效。如图 1 所示，三个半桥模块可以连接成 ANPC 拓扑，该拓扑通常使用大功率 IGBT 开关来改善控制并减少损耗。这种拓扑结构还可以降低各个器件上的电压应力，从而提高可靠性。

设计工程师可通过并联多个安森美 (onsemi) QDual 3 IGBT 模块，创建能够提供 1.6 至 1.8 MW 功率输出的高性能三电平 ANPC 转换器。

安森美的新款高功率 QDual3 技术

在 QDual 3 模块中，开关所使用的底层技术对性能和能效有很大影响。该模块基于新一代场截止 7 (FS7) IGBT 技术，可以为太阳能逆变器、储能和 CAV 等高功率应用实现更高的性能水平。主要原因在于其关键参数 V_CE(SAT) 较前代产品提升了 0.4V。

FS7 技术还使芯片尺寸较之前缩小了约 30%。芯片功率密度的提升，再配合加宽导电路径和改良电源端子设计等封装改进，使 QDual3 能够承载新一代 IGBT 功率模块输出的更高电流。

与之前相同外形和尺寸的 600A 模块相比，Qdual3 方案的电流能力 (800A) 提高了 33%。采用 600A 模块时，总共需要 36 个模块才能组合形成 ANPC 1.725MW 逆变器。但 Qdual3 模块的额定电流更高，达到 800A，因此 1.725MW 逆变器仅需要 27 个模块。减少 9 个模块意味着尺寸和重量减小 25%，系统控制成本也会随之降低。

QDual3 在商用和农业车辆电机驱动中同样广受欢迎。整车能够实现更高的功率，且所需并联模块数量更少，能效更高。这些改进有助于增加车辆的续航能力，同时简化系统设计。

每个模块都包含一个隔离底板，用于安装和热管理。模块遵循行业标准布局，配置了可焊接引脚，可以直接安装到 PCB 上。这样既有助于多源采购，也便于将产品改装到现有设计中，从而享受新技术的优势。

安森美深知可靠性不容忽视。因此所有 QDual3 模块均经过严格的可靠性测试，且测试标准远超市场上同类器件。我们的湿度测试要求产品承受 960V 偏压长达 2000 小时，而同类器件仅需承受 80V 偏压 1000 小时。振动测试对于 CAV 应用至为关键，我们的产品在 10G RMS 条件下进行了长达 22 小时的测试，远超其他产品的 5G/1 小时标准，可满足AQG324要求。

参加我们即将举行的网络研讨会，共同探索 QDual 3 模块如何提高能效、降低成本并简化设计。

更多信息请访问：

产品页面：NXH800H120L7QDSG，SNXH800H120L7QDSG

数据表：NXH800H120L7QDSG，SNXH800H120LQDSG

解决方案指南：电池储能系统

视频：安森美新推出第 7 代 QDual3 IGBT 模块，可简化设计并降低成本