太陽能和風(fēng)電逆變器的元器件發(fā)展趨勢

對于象Vishay Intertechnology這樣的組件供貨商，通用的新能源市場尤其是逆變器的市場不斷演變，演變的方向引人關(guān)注。產(chǎn)業(yè)界還在朝著達(dá)到足以與傳統(tǒng)能源相媲美的kW/小時(shí)水平努力，在沒有補(bǔ)貼的情況下與傳統(tǒng)能源競爭。目前已經(jīng)取得了相當(dāng)大的進(jìn)展。事實(shí)上，德國和意大利正在逐步減少對太陽能項(xiàng)目的補(bǔ)貼，因?yàn)?a class="contentlabel" href="http://www.ex-cimer.com/news/listbylabel/label/太陽能">太陽能越來越接近成為“主流”能源的目標(biāo)。

同時(shí)，太陽能電池板的價(jià)格正在不斷下降，使太陽能電池逆變器在總裝機(jī)成本中占有更大的比重。這對設(shè)計(jì)者施加了很大的成本壓力，要求他們經(jīng)常審查他們的設(shè)計(jì)和元器件供貨商，跟蹤更高效的解決方案。 風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展也是如此。在遠(yuǎn)離海岸的風(fēng)場中，正在逐步采用3mW和更大功率的風(fēng)力機(jī)組。這意味著對象鋁電容器這樣用在功率逆變器中的組件提出了更多的要求， 為這些發(fā)電裝置提供所需的高可靠性。

另外，歐洲對主要接線設(shè)備的法規(guī)日益嚴(yán)格，要求當(dāng)發(fā)生各種各樣的情況時(shí)，設(shè)備能以預(yù)先規(guī)定的方式動作，例如主設(shè)備斷電或脫網(wǎng)。

Vishay發(fā)現(xiàn)，對用于功率逆變器的產(chǎn)品的要求越來越多，涵蓋我們所有的產(chǎn)品線。

我們的鋁電容器組合提供了節(jié)省成本的組件，其中之一是193 PUR-SI Solar系列，這個(gè)系列的產(chǎn)品的電壓達(dá)到500V，在105℃下具有很長的壽命，成本則低于標(biāo)準(zhǔn)的500V、105℃產(chǎn)品。193 PUR-SI Solar電容器的容量為330μF～680μF，外形尺寸35 mm x 35 mm至35mm x 60mm。可根據(jù)要求提供其他容量和外形尺寸。在500V下，器件的最高工作溫度為+50℃，使用壽命為5000小時(shí)(不施加紋波電流)。在450V下，最高工作溫度可以達(dá)到+105℃，使用壽命達(dá)到6000小時(shí)。Vishay正在開發(fā)能夠應(yīng)對更極端要求的技術(shù)，部分新產(chǎn)品將在2013年3季度發(fā)布。

對于太陽能應(yīng)用，Vishay的新款193 PUR-SI Solar系列卡扣式功率鋁電容器在50℃下的額定電壓達(dá)500V，在105℃下的電壓為450V，在+105℃和100Hz下的額定紋波電流達(dá)到2.52A。

可配置的Vishay Roederstein MKP386M高性能鍍金屬聚丙烯薄膜緩沖電容器能直接安裝到IGBT模塊上，容量為0.047μF～10μF，可在+105℃高溫下工作，電壓等級達(dá)到2500VDC。

節(jié)省成本的另一種方式是使器件更易用。例如，我能們剛剛發(fā)布了一款高性能鍍金屬聚丙烯薄膜緩沖電容器，電容器可配置，能直接安裝到絕緣柵雙級晶體管(IGBT)模塊上。Vishay Roederstein MKP386M的容量為0.047 μF～10μF，工作溫度高達(dá)+105℃，有700 VDC～2500 VDC和 420 VAC～800 VAC共7個(gè)電壓等級。

在風(fēng)電逆變器和中高功率太陽能逆變器中，MKP386M可減少功率轉(zhuǎn)換器、頻率轉(zhuǎn)換器和電機(jī)驅(qū)動中由開關(guān)IGBT引起的電壓和電流尖峰。器件把滿足可靠性要求放在首位，具有2500 V/μs的高脈沖強(qiáng)度、1850 A的峰值電流，壽命超過300,000小時(shí)。器件的ESR低至1.5 mΩ，容量公差低至± 5 %，每毫米引線間距的自感為0.7 nH，RMS電流高達(dá)20A。

在太陽能和風(fēng)電逆變器中，電容器還被用來專門抑制電磁干擾(EMI)。例如，我們的新款X1 EMI抑制薄膜電容器可承受高電壓，可用于標(biāo)準(zhǔn)的X1跨線路應(yīng)用(50 Hz / 60 Hz)，現(xiàn)在能提供480V和330V器件。F339X1 480V電容器提供串聯(lián)結(jié)構(gòu)，具有很高的容量穩(wěn)定性，確保在跨線路應(yīng)用和容性電源中串聯(lián)阻抗條件下能連續(xù)工作。F339X1 330V采用單一結(jié)構(gòu)，適用于抵御標(biāo)準(zhǔn)X1跨線路應(yīng)用中未受控主設(shè)備開關(guān)引起的短時(shí)脈沖負(fù)載。

F339X1系列器件的電壓等級高于大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)EMI抑制濾波電容器，而且滿足IEC 60384-14、 CSA-E384-14、UL 60384-14和CQC等安全認(rèn)證。這些器件還根據(jù)IEC 60068-1 (55/110/56/B)進(jìn)行氣候測試。電容器的引線節(jié)距為7.5 mm～27.5mm，容量0.001 μF～ 2.2 μF，可承受最高1000V直流電壓。

我們最近發(fā)布了新系列裸片Gen2650 V FRED Pt®超快二極管，有助于減少太陽能逆變器和其他應(yīng)用中的開關(guān)損耗。“H”系列適用于工作頻率超過40kHz的應(yīng)用，具有極快和軟恢復(fù)時(shí)間，以及低正向壓降和反向泄漏電流，“U”系列適用于頻率在40kHz以下的應(yīng)用，低VF使設(shè)計(jì)者能夠優(yōu)化效率。這些超快二極管的額定電流從2A到150A，高隔離電壓可說明設(shè)計(jì)者提供額外的安全裕量，提高功率密度。

二極管的正向電壓與反向恢復(fù)時(shí)間的比值范圍很寬，封裝后也具有同樣的性能指針。在+25℃(di/dt = 200 A/μs)條件下，器件的典型反向恢復(fù)時(shí)間低至28 ns，典型正向壓降只有1.38V。最高工作結(jié)溫達(dá)+175℃，可實(shí)現(xiàn)更穩(wěn)固的設(shè)計(jì)。

Vishay的新款Gen2 650 V FRED Pt®超快裸片二極管具有28ns的快速恢復(fù)時(shí)間，正向壓降低至1.38V，低反向泄漏電流可減少太陽能逆變器、UPS、電動汽車和電焊機(jī)中的開關(guān)損耗。