清洁能源崛起与安森美的功率解决方案

随着风能和太阳能发电量的持续增长，预计到2028年，清洁能源在全球能源结构中的比重将达到42%。中国市场在这一趋势中扮演了重要角色，已成为全球清洁能源增长的主要驱动力。光伏逆变器作为将太阳能光伏组件产生的直流电转换为交流电的关键设备，其市场预计将在2023年至2033年间从1352亿美元增长至7307亿美元，年均复合增长率高达18.38%。值得一提的是，全球十大太阳能逆变器供应商中，大多数来自中国。

安森美在SiC市场的迅速扩张

安森美（ON Semiconductor）近年来在碳化硅（SiC）市场份额上的迅速扩大，很大程度上归功于中国市场的贡献以及公司在SiC技术方面的端到端优势。在慕尼黑华南电子展同期举行的2024碳中和创新论坛——新型储能技术及应用上，安森美电源方案事业部技术市场部高级经理Kevin Yu表示：“安森美的SiC市场份额近年来迅速扩大，这一成果很大程度上归功于中国市场的贡献，以及安森美在SiC技术方面的端到端优势。”

适用于不同应用场景的功率产品

针对户用、商业和大型电站等不同应用场景，安森美提供了从3KW到350KW不同功率等级的功率产品，包括IGBT、SiC和PIM，以及多种拓扑结构，以满足多样化的需求。

户用储能：适用于家庭用户，通常在住宅屋顶或庭院安装600瓦、1千瓦或1.2千瓦的光伏组件，基本采用单管和小模组。

工商业系统：适用于大型工厂、购物中心等商业设施，规模较大，通常采用单管和小型模块的组合。

发电厂：位于偏远地区如荒山、沙漠等地，用于大规模电力生产，全部采用模组组合。

单管与模组的选择

在选择使用模组或单管进行项目开发时，需要综合考量多个因素。单管虽然成本更低、灵活性更高，并且更容易找到替代品，但设计复杂度高，需要处理电路设计、信号完整性和热管理等问题，同时长期的可靠性和稳定性也需要通过精心设计和测试来保证。而模组则更加易于集成，简化了开发过程，缩短了产品上市时间，并且由于集成了多个组件，有助于减少PCB尺寸，提高可靠性。然而，模组的成本相对较高，灵活性较低。因此，选择哪种方式主要取决于项目的具体需求，包括成本预算、开发时间、性能要求以及未来的可维护性等因素。安森美提供了广泛且高性能的模组解决方案，如F1、Q0、F2、Q1、Q2和F5+BP等各种类型的模组，可以满足不同应用场景的需求。

全SiC模组的优势

采用全SiC方案不仅能够提高系统效率，还能使设计更加紧凑。IGBT存在一个固有的局限，即其开关频率无法做得很高，而SiC则可以在100kHz以上的频率下稳定工作，这对于许多应用来说是一个显著的优势。

在公用事业应用中，针对1100V两电平Boost升压转换器的设计，安森美提供了三种方案以满足不同需求：

全IGBT [Si IGBT + 二极管]模块方案：成本最低。

混合IGBT [Si IGBT + SiC 二极管]模块方案：性能和成本之间的平衡较为普遍。

全SiC模块方案：提供最佳性能，包括更快的开关速度、更低的模块损耗和更小的体积，但伴随着更高的成本。

随着市场对能源转换效率和体积的要求越来越高，全SiC方案将成为一大趋势。至于全SiC方案的成本制约因素，Kevin Yu表示：“IGBT技术已经发展了数十年，随着市场的成熟和技术的优化，未来进一步降价的空间将越来越有限。相比之下，作为一项相对较新的技术，碳化硅在未来仍有较大的降价潜力和发展空间。这意味着，随着时间的推移，全SiC方案的成本可能会逐渐降低，使其更具竞争力。”

我司代理销售安森美旗下全系列IC电子元器件，如需采购、申请样片测试、产品规格书等需求，请加客服微信：13310830171。

结语

选择功率模块方案时，需要根据实际应用情况，充分考虑到未来可能的变化和扩展需求，确保所选方案能够在较长一段时间内保持其适用性和竞争力。在SiC模块方面，安森美提供30多款集成SiC MOSFET和SiC二极管的EliteSiC功率集成模块(PIM)，电压额定值高达1200 V。此外，安森美还提供超过20款结合SiC和硅技术特性的混合Si IGBT和SiC器件模块，形成全面的产品阵容满足客户的特定需求。