高功率高电压储能体系电源方案选型指南 ：安森美解决方案架构与机能解析

发布时间：2025-10-15 来历：转载 责任编纂：Lily

【导读】缭绕储能体系（ESS）睁开，先先容其可贮存煤炭、核能等差别发电方式的能量，再聚焦热点的电池储能体系（BESS）。BESS 运用广泛，室第场景中可作备用电源并帮用户节省电费，贸易场景下能治理清洁能源、减缓电网压力。文中还有给出交流耦合电池储能体系框图，保举安森美解决方案，涵盖 SiC 器件、IGBT 等要害产物，为该范畴电源方案选型提供参考。

高功率高电压储能体系电源方案选型指南：安森美解决方案架构与机能解析

作者：安森美

储能体系（ESS）能未来自差别发电方式（煤炭、核能、风能、太阳能等）的能量，以多种情势贮存起来，例如电化学储能、机械储能等。电池储能体系（BESS，Battery Energy Storage System）于室第及贸易场景中均有广泛运用，是比力热点的一个研究范畴。

于室第场景下，电池储能体系可作为备用电源，防止突发停电问题，同时经由过程将电能从电价低谷时段转移至电价岑岭时段利用，帮忙用户勤俭用电成本。于贸易场景下，储能体系的范围凡是更年夜，其能高效存储及治理太阳能逆变器孕育发生的清洁能源，从而实现低碳排放。如今，电池储能体系的另外一要害作用于在，它能减缓因电动汽车（EV）充电需求日趋增加而带来的电网压力。本文将周全先容储能体系及市场环境，以和安森美（onsemi）的领先产物与解决方案。

框图 - 交流耦合电池储能体系

下图展示了安森美保举的交流耦合电池储能体系解决方案。 该体系经由过程利用一个逆变器， 可实现交流电储能， 兼具矫捷性及靠得住性。 安森美提供此中的要害产物，包括分立式碳化硅（SiC） 器件及IGBT， 电源模块、 断绝栅极驱动器以和电源治理节制器， 合用在室第及贸易运用。

框图 - 直流耦合电池储能体系

下图展示了安森美保举的直流耦合电池储能体系解决方案。 该体系直接从光伏组件存储电能， 最年夜水平降低转换损耗， 保障体系效率。 安森美提供的要害产物包括分立式碳化硅（SiC） 器件及IGBT， 电源模块、断绝型栅极驱动器以和电源治理节制器， 合用在室第、 贸易及公用事业运用。

用在电池储能体系的电源模块解决方案

图 1：三电平 I-NPC 拓扑

图 2：三电平 ANPC 拓扑

三电平I-NPC及三电平ANPC是电源转换体系（PCS） 中常见的双向拓扑布局， 可满意输出功率不停增加的需求。 与两电平拓扑比拟， 三电平拓扑需要更多的元器件、 驱动旌旗灯号以和更繁杂的节制布局。 但其上风也十分较着：三电平布局可以或许有用降低功率损耗及电流纹波（因为所蒙受电压减半） ， 并具备更好的抗电磁滋扰（EMI） 机能。

· NXH800H120L7QDSG 是安森美最新推出的 QDual3 系列 1200V 800A 半桥 IGBT 电源模块， 具备更低的导通损耗及开关损耗， 从而实现高效率及卓着的靠得住性。 经由过程并联多个 QDual3 模块， 可以组成三电平 ANPC 模块， 体系的设定输出功率可高达 1.6MW 至 1.8MW。

· NXH600N105L7F5S1HG 是安森美最新推出的 F5BP 系列1050V 600A I-NPC IGBT 电源模块。 该 F5BP 模块于热机能方面体现精彩， 其热阻比 F5-PIM 模块低 9%。 它联合了硅（Si） 及碳化硅（SiC） 器件， 优化了设计矫捷性， 撑持1500V DC体系， 是公用事业级运用的抱负之选。

图 3： QDual3 封装

图 4： F5BP 封装

DESAT（去饱及） 是年夜功率转换中首选的主要掩护办法之一。它可以经由过程尽快关断开关器件来避免 IGBT/MOSFET 因短路而毁坏。

NCD57000 集成为了去饱及检测功效， 当 VCESAT 到达设定阈值时， 内部的 STO（软关断） MOSFET 会被激活， 对于栅极电容放电， 以降低因高 dV/dt 引起的过压应力及损耗。

此外， 这款单通道栅极驱动器还有具备高达 4A/6A 的拉灌电流能力， 5 kVrms 的电气断绝， 以和其它掩护功效， 如欠压锁定（UVLO） 、 有源米勒钳位等。