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。
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。
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。
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。
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。
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。
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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原文标题:MPS 光伏逆变器整体方案介绍,领先技术 Show Time!
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