基本半導體碳化硅MOSFET B3M013C120Z與二極管B3D80120H2組合大組串逆變器MPPT升壓方案優勢分析以及全面取代老舊的2000V器件兩電平MPPT升壓方案成為趨勢

一、方案技術優勢

高效率與低損耗

SiC MOSFET高頻特性：B3M013C120Z的開關損耗（Eon=580μJ@800V/60A）和導通電阻（RDS(on)=13.5mΩ@18V）顯著優于傳統硅基IGBT或老款2000V器件兩電平MPPT升壓方案。結合飛跨電容三電平拓撲，可降低50%以上的開關損耗，提升系統效率至98%以上。

零反向恢復電流：B3D80120H2 SiC二極管無反向恢復電荷（Qrr=0），消除二極管關斷損耗，進一步減少高頻工況下的能量損失。

高電壓與高功率密度

1500V系統適配性：B3M013C120Z（1200V）與B3D80120H2（1200V）串聯設計可輕松覆蓋1500V光伏組串電壓，且飛跨電容三電平拓撲將器件電壓應力降至750V以下。

緊湊化設計：SiC器件高頻特性允許使用更小磁元件和散熱器，功率密度提升30%以上，系統體積縮小40%。

高溫穩定性與可靠性

高溫性能：B3M013C120Z在175°C時導通電阻僅24mΩ（ΔRDS(on) <80%），且閾值電壓漂移（ΔVGS(th) <0.2V），確保高溫下穩定運行。

長壽命設計：SiC MOSFET通過3000小時HTGB（高溫柵偏）和TDDB（經時擊穿）測試，推算壽命超72萬小時（82年）。

系統成本優化

降低散熱需求：SiC器件損耗低，散熱器成本減少50%；

減少方案成本：2000V器件價格高昂且市場稀缺，采用基本股份國產SiC MOSFET和碳化硅二極管組合整體成本降低20%以上。

二、2000V兩電平MPPT升壓方案劣勢

2000V器件兩電平方案

成本高昂和供應鏈壓力：2000V耐壓器件成本高且供貨不穩定；

EMI挑戰：兩電平拓撲電壓跳變劇烈，EMI濾波成本增加30%。

三、取代趨勢與市場驅動力

技術趨勢

三電平拓撲普及：飛跨電容三電平已成為1500V光伏逆變器主流架構，其低諧波、低損耗特性完美匹配SiC器件優勢；

碳化硅成本下降：6英寸晶圓量產推動SiC器件價格年降15%-20%，2025年國產SiC方案成本優于硅基方案和進口器件。

政策與標準推動

高效能要求：中國“雙碳”目標及歐洲CE認證強制要求逆變器效率≥98%，傳統方案難以達標；

高電壓系統升級：1500V組串成為光伏電站標配，老款兩電平方案無法滿足新一代系統需求。

產業鏈協同

基本半導體提供從芯片到模塊的全套解決方案，支持定制化設計，BASiC基本股份針對SiC碳化硅MOSFET多種應用場景研發推出門極驅動芯片，可適應不同的功率器件和終端應用。BASiC基本股份的門極驅動芯片包括隔離驅動芯片和低邊驅動芯片，絕緣最大浪涌耐壓可達8000V，驅動峰值電流高達正負15A，可支持耐壓1700V以內功率器件的門極驅動需求。

BASiC基本股份低邊驅動芯片可以廣泛應用于PFC、DCDC、同步整流，反激等領域的低邊功率器件的驅動或在變壓器隔離驅動中用于驅動變壓器，適配系統功率從百瓦級到幾十千瓦不等。

BASiC基本股份推出正激 DCDC 開關電源芯片BTP1521xx，該芯片集成上電軟啟動功能、過溫保護功能，輸出功率可達6W。芯片工作頻率通過OSC 腳設定，最高工作頻率可達1.5MHz，非常適合給隔離驅動芯片副邊電源供電。

對SiC碳化硅MOSFET單管及模塊+18V/-4V驅動電壓的需求，BASiC基本股份提供自研電源IC BTP1521P系列和配套的變壓器以及驅動IC BTL27524或者隔離驅動BTD5350MCWR(支持米勒鉗位)。

結論

BASiC基本半導體B3M013C120Z與B3D80120H2組合而成的1500V地面電站大組串MPPT升壓方案，憑借高效率、高可靠性、高功率密度及成本優勢，正在快速取代老舊的2000V耐壓器件的兩電平MPPT升壓方案。其飛跨電容三電平設計不僅契合1500V光伏系統需求，更引領行業向高頻化、緊湊化、智能+化方向發展。隨著碳化硅產業鏈成熟與政策支持，該方案將成為全球光伏逆變器的主流選擇，推動新能源發電效率邁向新高度。

審核編輯 黃宇