安森美重磅推出光伏逆变器图解手册

在追求极致能效的产业浪潮下，现代组串式光伏逆变器正加速冲破传统硅基器件的能效天花板。得益于SiC等先进功率半导体技术的全面赋能，系统能效大幅提高，并有效减少了体积，为高功率密度电站的设计释放了空前的潜能。安森美（onsemi）重磅推出了《光伏逆变器图解手册》，完整覆盖以下内容：

介绍太阳能组串式逆变器架构及其关键功能模块。

内容按主要转换路径展开：光伏输入 → DC-DC MPPT → 直流链路 → DC-AC 逆变器 → 电网。

包含三种 DC-DC MPPT 方案：升压、三电平对称升压和三电平飞跨电容升压。

包含三种 DC-AC 逆变器方案：二电平逆变器、T-NPC 和 A-NPC。

包括隔离和非隔离的低压辅源供电框图。

包括用于上桥和下桥开关域的隔离式栅极驱动电源。

概述了用于信号调理、保护、逻辑接口和监控的支持电路。

包括用于控制、诊断、监测和服务访问的 MCU 接口和有线通信模块。

每个部分均以一致的格式呈现方案优势、应用说明、亮点和实用设计指南。

顶层框图

MPPT 转换器 - DC-DC 升压转换器

方案优势

简单且经过验证的 MPPT 拓扑，广泛应用于组串式光伏逆变器

在宽光伏输入电压范围内均具有高效率

器件数量少，实施成本低

通过交错方式实现轻松扩展，从而获得更高的功率水平

DC-DC 升压转换器是组串式逆变器中常见的非隔离式 MPPT 级。它将光伏组串电压（通常为 250– 850V）提升至 DC-AC 级所需的稳定直流链路电压（通常为 700–1000V），同时跟踪最大功率点。在高功率下使用多相交错技术可以减少纹波、分散损耗并提高效率。

亮点

在住宅和商用组串式逆变器平台中经过验证的 MPPT 方案

支持异步（二极管）或同步（有源开关）实现方式，以实现效率优化

采用交错式升压架构实现简单的功率扩展

实用设计指南

功率开关：使用 1200V 级用于光伏 → 直流链路升压（约 700–1000V）；验证最大光伏和快速负载阶跃时的过冲/瞬态现象；当最高效率和设计/参数调校灵活性为优先考虑时，请选择 EliteSiC 分立器件。

升压整流器（二极管或同步）：保持 1200V 级。二极管路径：优先选择低恢复行为器件以降低损耗/EMI，并验证浪涌/热脉冲。同步路径：使用 1200V MOSFET；控制死区时间/定时和启动/旁路转换，以避免直通。

旁路二极管（顶部）：旁路/浪涌电流/预充电路径；选择更高的电压裕度（通常为 1600V 级），并验证涌入/浪涌脉冲应力。

模块/PIM：使用双升压模块/PIM（例如 NXH100B120H3Q0）可实现低寄生效应，简化布局，实现可重复性，加快调试速度；验证热裕度。

隔离栅极驱动器：使用隔离式高 CMTI 器件，严格的延迟匹配，优化 Rg_on/Rg_off；必要时加入米勒箝位/负偏压；校准欠压锁定 (UVLO)。

MPPT 转换器 - DC-DC 三电平对称升压

方案优势

降低功率半导体的电压应力

降低电感器电流纹波，缩小磁性元件体积

提高效率，改善 EMI 性能

非常适用于 1100V 和 1500V 直流链路系统

三电平对称升压是一种面向组串式逆变器的高功率 MPPT 拓扑，适用于对效率和功率密度要求高的场景。分离式直流链路使每个开关仅需承受约一半的母线电压，与二电平升压相比，这种设计可以实现开关速度更快的低压器件，降低开关损耗，并优化 EMI 性能。它广泛应用于商业/工业三相系统。

亮点

与二电平升压相比，降低了半导体应力

利用基于 SiC 的方案提高效率

非常适合安森美 Si/SiC 混合方案和全 SiC 实现方案

实用设计指南

功率开关：对于 1100V 直流链路，建议使用 650/750V 级；对于 1500V 直流链路，建议使用 1200V 级。选择 650/750/1200V EliteSiC MOSFET 可获得最佳效率/更高的 fsw；选择 650/750V Si 器件以实现成本优化设计。验证冷态光伏、快速 MPPT 变化和故障恢复时的过冲/瞬态和 dv/dt。

二极管：匹配 650/750V（留出 1200V 的余量）；优先选择低恢复/软性行为，并验证瞬态中的峰值/浪涌和 Tj；如果优先考虑效率/ EMI，请使用 SiC 二极管。

模块/PIM（功率集成模块）：如果设计优先考虑集成性和可重复性因素，建议选择安森美三电平升压模块/PIM：寄生效应低、布线简单、启动速度快。使用全 SiC 方案可获得最高效率/高频潜力；如果需要在成本/稳健性之间进行权衡，可使用 Si/SiC 混合方案。

隔离栅极驱动器：使用隔离式高 CMTI 器件，严格的延迟匹配，优化 Rg_on/Rg_off；必要时加入米勒箝位/负偏压；校准欠压锁定 (UVLO)。