如何为组串式光伏逆变器选择合适的模块方案

近年来，新能源领域的光伏发电应用飞速发展，不但国内各种应用场景全面开花，在海外市场更是势如破竹。这其中，光伏逆变器是整个系统的核心，它是负责将光伏组件采集的直流电转换成交流电，以便输入电网或供本地使用的关键设备。光伏发电的终端场景很多，适合于不同应用场景下的差异化需求，常见的光伏逆变器包括微型逆变器，组串式逆变器，集中式逆变器三大类。与其他类型的光伏发电系统相比，组串式光伏系统具有单功率单元功率适中，体积小、重量轻，搬运和安装更为方便，组件配置更为灵活等优势。组串式逆变器不仅常见于各种工商业应用场景，也非常适合于多样化地形的光伏电站的建设与并网需求。

组串型逆变器设计对效率具有较高的要求。为了提高系统效率，一方面需要不断在拓扑与控制策略上推陈出新，另一方面，也需要不断优化的开关器件芯片特性与封装结构与之配合。近年来，结合应用特点，我们针对组串式光伏逆变器系统的器件方案，也由传统通用型器件，向专用定制器件演变。

光伏逆变器的典型系统框图如下图1所示，组串式光伏逆变器包含其中的DC/DC升压部分和DC/AC逆变部分，DC/DC升压部分可以实现最大功率点跟踪（MPPT，Maximum Power Point Tracking），使光伏板一直保持在最大输出工作状态，以获得最大功率输出；DC/AC 变换单元则将直流电转换成与电网兼容的交流电。单台组串逆变器功率等级从几千瓦到上百千瓦不等。在不同功率等级的逆变器设计中，功率单管解决方案与功率模块解决方案各有其用武之处，而随着单台逆变器功率的提升，模块方案在一定的功率段可以带给客户更高的功率密度与更简化的设计。本文简要介绍用于组串式逆变器不同功率等级，英飞凌可供选用的功率模块器件，并针对一款带有1200V CoolSiC™ MOSFET适合1500V系统的ANPC逆变模块，进行示例说明。

图1. 光伏逆变器框图

1100V光伏系统模块方案

表一. DC/DC 升压的MPPT模块和DC/AC逆变模块

1500V光伏系统模块方案

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