设计10kW单相串行逆变器的预防措施，基于ti gan

在观察有关维持能源和能源安全的担忧时，当前对能源存储系统的需求正在迅速增长，尤其是在太阳能安装领域。市场上有几个微型逆变器，功率高达2kW和集成的储能系统。当系统需要更高的强度时，也可以使用连接到储能系统的串逆变器或混合逆变器。图1是混合字符串逆变器的框图。通用电压直流法规可以与每个主模块互连。混合字符串逆变器包含以下子块：●单向DC/DC转换器，用于在电力点执行最大监测。 ●双向DC/DC转换器用于充电和电池释放。电池在晚上或电力停电期间被加强。 ●DC/AC转换器，负责将直流转换为交流电源并保持低电流总谐波失真（THD）。 ●micr用于电流和电压测量的Ocontroller（MCU），电源开关的控制，进行绝缘监测，检测和启用通信。 ●功率优化器，用于尽可能增加光伏面板的可用功率，而不会受到外部变量（例如辐照度和温度）的影响。图1与GAN FET相比，连接到IGBT网格的混合字符串逆变器的示意图由弦逆变器组成，例如电源开关，例如绝缘栅极双极晶体管（IGBT）。该电源设备有当前的尾巴和二极管反向恢复等问题，这将导致移动的高损失。此外，这些现象受温度的影响，并可能导致功率损耗增加，尤其是在静态溶液中用于热量耗散时。因此，这些电动设备需要以低频操作，这需要更大的被动组件并淹没热量。移动频率通常从5kHz到15k赫兹。氮化炮（GAN）宽带隙开关的载体较少，从而减少了移动损失。在减少移植损失后，传递频率可能会增加，同时保持系统损失不变，从而减少了被动组件的数量。平均而言，传输频率可以增加6倍。本文提出了基于GAN场效应晶体管（FET）的10kW串逆变器。 Suswe还将分解GAN的好处，并专注于为住宅太阳能应用开发此类系统的好处。基于GAN的逆变器的设计注意事项图2显示了基于GAN和电池储能系统（包括所有活性和被动组件）的10kW单相字符串逆变器参考设计。图2 10 kW基于GAN设备的单相参考设计图3是转换器的示意图。图3阻止单相串行逆变器参考设计参考设计的图包含四个以不同运动运行的功率转换系统：●两个用于实现两个独立串行输入的增强转换器，每个输入速率为5kW（134KHz）。 ●一个交错的双向DC/DC转换器，额定功率为10kW（67kHz）。 ●双向DC/AC转换器的一侧已经为4.6kW（89kHz）。电动设备可能会在30MΩLMG3522R030GAN FET的顶部损失热量，其电压为650V，因此热阻抗小于散热器底部。这些FET包括降低解决方案成本并降低设计尺寸的门驱动器。 MCU如图3所示，参考设计由单个MCU控制。 TMS320F28P550SJ允许对四个阶段的电力转换，提供保护并实现多个控制循环的实时控制。 MCU可以用作电源（GND DC-）的参考。由于集成的驱动程序，也可以直接控制GAN FET。是分离的d驱动器（Q1A，Q1B，Q2，Q4，Q6，Q7）不需要。当前的传感系统需要在转换器的不同阶段的不同点处的当前尺寸。增强转换器使用基于解决方案的解决方案，例如负功率铁路上的Mother181来测量电流，因为MCU将功率接地作为参考。在连贯的转换器中，您需要在电池上以高精度（例如高精度）在不同的时间和温度下测量诸如高精度增强的AMC1302放大器的设备上的电流。内部GAN低滴调节器产生的5V电压用于增强含义的当前放大器。在逆变器阶段，可以使用对当前霍尔传感器（例如TMCS1123）的影响来测量当前网格。该传感器具有较高的带宽和高精度，这将有助于减少当前THD。实验结果我们使用以下系统电压运行了此参考的设计：●串行输入电压：350V。 ●标称电池电压：160V。 ●网格电压：230V。 ●直流链路电压：以400V控制。我们收集了在各种情况下工作的转换器的效率：●从字符串输入中获取电源并将其移至电网（见图4）。 ●从电池中获取电源，然后将其移至电网（见图5）。 ●从字符串输入中获取电源，然后将其移至电池（请参见图6）。图4将功率输出从光伏面板转换为电网（350VDC，230VAC）时的效率图5效率在将电池从电池转换为网格（160VDC，230VAC）时效率（230VAC）图6当将电源从光伏面板转换为电池时，这些效率（350VDC，160VDC），甚至是five live the Is x 160VD） IGBT解决方案，总体效率仍然与当今的IGBT解决方案相当。当包括辅助电源时，效率保持在98％左右。所有三个图包含两个阶段的电源转换。 GAN结论有助于实现增加的功率密度，从而减少了终端装置的重量。字符串逆变器参考参考的整个系统效率约为2.3kW/l的98％的性能。此外，在考虑系统总成本时，集成门驱动程序解决方案的实现会降低成本。