基于新型1 200 V碳化硅（SiC）MOSFET的三相雙向逆變器的研究

劉學超，黃建立，葉春顯

（1.科銳香港有限公司功率與射頻器件事業部，香港；2.深圳市鵬源電子有限公司半導體事業部，深圳518031）

基于新型1 200 V碳化硅（SiC）MOSFET的三相雙向逆變器的研究

劉學超1，黃建立1，葉春顯2

（1.科銳香港有限公司功率與射頻器件事業部，香港；2.深圳市鵬源電子有限公司半導體事業部，深圳518031）

研究了基于新一代寬禁帶1 200 V碳化硅（SiC）MOSFET三相雙向逆變器，由于SiC MOSFET的高耐壓、低損耗、高開關頻率特性，逆變電路的拓撲結構得到簡化，并提高了功率密度和可靠性。同時，利用碳化硅MOSFET的雙向第三象限導通特性，與硅基IGBT相比省略了開關器件的反并聯二極管。20 kVA實驗樣機驗證了在該中大功率三相雙向逆變器中SiC MOSFET相比硅基IGBT方案的優勢。

碳化硅；寬禁帶；雙向逆變器；反并聯二極管；第3象限

引言

隨著新能源的發展，電池儲能的應用變得越來越廣泛。對儲能系統來說，一方面外部交流電網需要通過變換器對儲能電池適時地進行充電；另一方面，在需要的時候儲能系統也可以對外部交流電網或者其他負載通過變換器釋放交流電能。此變換器稱為雙向逆變式變換器。雙向逆變式變換器可以從直流變換成交流（DC to AC）放電電源，同時也可以通過交流電源對直流儲能系統（AC to DC）充電電源。該變換器的一種典型應用是電動汽車充電系統，它能實現車輛V（vehicle）對車輛、車輛對電網G （power grid）之間的電力能量的互連傳遞。這種雙向逆變式變換器可以極大地利用電能效率，實現電動汽車與電網 （V2G和G2V）在能源方面的互聯互通。……