MPS光伏逆变器整体方案介绍

MPS芯源系统 2024-10-12 632

描述

MPS 逆变器整体解决方案一览

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上图是 MPS 逆变器整体解决方案，下面我们着重介绍 MPS 优势显著的几类产品：

一、技术领先的反激辅电

1. 内置700V 40W MOS的反激芯片：HF500-40

700V的内置MOS，使得它可以用在单相逆变器的AC辅电中，满足单相市电电压输入，且有着充足的裕量。内置MOS还可以让BOM精简，并缩减占板面积。HF500-40的新一代产品预计将在明年推出，届时可同时支持QR和CCM模式。

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2. 定频反激控制器“HFC0310新一代产品”，支持SiC驱动，峰值电流模式

三相逆变器的DC辅电，需要支持超宽的输入电压范围，例如160-1100V;这意味着需要采用1700V的SiC MOS才能支持如此高压输入的反激。又需要支持很宽的负载，因为根据机型大小，功率需求差异很大，在30-200W范围内都有需求。

因此，在此类场景下，外置MOS，且支持SiC驱动的控制器方案很合适，它能搭配不同规格的MOS和散热器，灵活地应用于各种的功率段。

HFC0310的新一代产品即将发布，其第一个亮点是支持SiC驱动，第二个亮点是启动电流极低，大大降低Vcc上拉启动电路的设计难度。

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3. 内置900V MOS的反激变换器：HF9XX

三相逆变器的AC辅电，往往需要支持线电压输入，因此需要用到900V的高压MOS。 HF9XX的第一个亮点是集成了900V的MOS，可以让BOM精简，并缩减占板面积。第二个亮点是支持PSR反馈，可省去光耦，减低BOM成本。第三个亮点是支持QR准谐振开关，降低开关损耗。MPS的专利技术可以让HF9XX稳稳锁住谷底，不会在多个谷底之间跳跃，避免了可闻噪声的产生。

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二、超高性价比的贴片电流霍尔芯片

1. 贴片霍尔芯片MCS1810/2，支持5-100A量程，替代50A霍尔模组

MPS采用创新的IC技术，把通流用的导体、感应电流磁场的霍尔以及霍尔信号处理的晶圆，集成于SOIC-16的高性价比封装中，且能满足加强绝缘的隔离设计要求。相比于同规格霍尔模组，可以显著降本。

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2. 霍尔芯片模组“大电流版本的MCS1810/2”，量程进一步拓展到400A

MPS的集成式霍尔芯片模组采用SMT或DIP封装，进一步减小原边阻抗，改善温升，最大电流量程可达400A。

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三、可靠的容隔离驱动芯片

1. 容隔离驱动MPQ18811，支持主动米勒钳位功能：

三相逆变器因为要支持高达1100V的母线电压，1200V耐压的SiC功率器件成为了高效率，提高整机功率密度的极佳选择。然而SiC器件有着其自身的限制，对逆变器的硬件设计有着诸多要求：

SiC器件需要更高的驱动电压，往往需要+15V, +18V才能让管子充分的导通;

SiC器件具有极低的Vth，往往在2~4V之间;这意味着GS上的一些电压波动，就可能让SiC管误开通;

SiC器件开关速度快，会在半桥中点产生很高的dv/dt，进而引起米勒效应，导致门级上出现串扰震荡;这些震荡可能让SiC误开通。

为了应对以上问题，工程师们往往给SiC的驱动器提供+18V和-5V的辅助供电。

+18V可以让SiC充分开通;-5V的负压偏置，可以让SiC的门级更难以向上触及Vth，避免串扰导致SiC误开通。

但是这个做法也会带来两个新问题：

负压驱动需要反激辅源增加一个绕组，增加辅源调试难度，增加整体体积和成本;

某些SiC的GS对负压的耐受性较弱，可能只有-8V;在-5V的偏置基础上，若再叠加一个负向的串扰，就可能超过SiC的GS负压耐受范围;这意味着负压偏置还会带来新的风险。

而MPQ18811不仅具有着30V的供电范围，可支持+18V和-5V的辅助供电;还支持着主动米勒钳位功能：

它在主动输出低时，不仅从OUT pin对VSS有着下拉，还从CLAMP pin对VSS有着更强更直接的下拉。后者相比于Gate路径有着更低的阻抗，因为这条路径上不需要串联门级电阻来抑制EMI辐射，且往往在layout上也有着更短更直接的路径。因此有着更低的寄生电感、寄生电阻。在双重下拉路径的加持下，SiC器件的门级将难以因为串扰而上冲至Vth，因此可能可以省去负压驱动绕组，避免上述负压驱动带来的两个问题。

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四、创新小体积隔离模块

1. 创新小体积隔离模块MIE1W0505等：

MIE1W0505B是一款隔离式稳压 DC/DC 电源模块。

它支持宽达3V至5.5V的输入电压 (VIN) 应用，这意味着它可以同时支持3.3V和5V两种输入;

它支持3.3V或5V两种输出电压，可以通过VSEL引脚灵活设置输出电压;

在5V转5V设置下，输出功率 (POUT) 可达1W ;

采用容隔离技术实现输出电压反馈，因此具备出色的负载和输入调整率，负载调整率在+/-0.4%以内;

具有连续短路保护 (SCP) 和过温保护 (OTP) 功能;

有两种封装：MIE1W0505BGLVH为小尺寸 LGA-12 (4mmx5mm) 封装，适合小于等于2.5kV绝缘电压的场合，体积更小，性价比更高;MIE1W0505BGYMIE1W为标准SOIC-16 WB封装，适合需求3kV/5kV绝缘电压的场合。

MIE1W0505BGLVH采用容性隔离技术实现反馈阻断，无需传统光耦和TL431即可调节输出电压 (VOUT)。与传统隔离式电源模块相比，其模块体积可以极大地缩小，运行可靠性更高。

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