PI推出兩款全新門極驅(qū)動(dòng)器，以能源數(shù)字化助力“雙碳”目標(biāo)

雖然過去十年，風(fēng)電和光伏產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)了從小到大、由弱到強(qiáng)的跨越式發(fā)展。但在現(xiàn)有的技術(shù)條件下，風(fēng)光發(fā)電的實(shí)際利用率遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上其發(fā)展趨勢。隨著“雙碳”目標(biāo)與構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的提出，如何以技術(shù)的力量提升可再生能源利用比例，推動(dòng)降碳減排實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展，已成為所有相關(guān)企業(yè)面前的一道必答題。

為了順應(yīng)“雙碳”目標(biāo)和市場需求，近日全球領(lǐng)先的高壓集成電路供應(yīng)商Power Integrations（以下簡稱“PI”）推出了兩款門極驅(qū)動(dòng)器——SCALE-iFlex? LT NTC和1SP0635V2A0D，旨在為業(yè)界提供一種風(fēng)電變流器、光伏和儲能應(yīng)用的理想解決方案。

為了讓大家更深入地了解這兩款產(chǎn)品，近日PI高級應(yīng)用工程師王皓經(jīng)理在媒體溝通會上對其進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。

SCALE-iFlex? LT NTC

并聯(lián)靈活，為業(yè)界潛心打造理想門極驅(qū)動(dòng)器

據(jù)了解，此前PI已先后推出過SCALE-iFlex LT多模塊驅(qū)動(dòng)器，以及SCALE-iFlex Single單模塊驅(qū)動(dòng)器。如今最新發(fā)布的SCALE-iFlex? LT NTC門極驅(qū)動(dòng)器，則是對PI現(xiàn)有并聯(lián)方案產(chǎn)品家族SCALE-iFlex的再次擴(kuò)充。

“全新門極驅(qū)動(dòng)器采用了PI獨(dú)有的并聯(lián)結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)技術(shù)，可以精確地實(shí)現(xiàn)開關(guān)模塊之間的均流控制，從而達(dá)到提高系統(tǒng)功率的目的。”王皓介紹說，根據(jù)測試和仿真，每個(gè)模塊的均流范圍都在5%以內(nèi)，因此客戶在做系統(tǒng)設(shè)計(jì)的時(shí)候，就可以更充分地把模塊利用起來，而無需考慮非均流導(dǎo)致的電流使用效率降低的問題。

在談及設(shè)計(jì)優(yōu)勢時(shí)，王皓指出，SCALE-iFlex家族產(chǎn)品之所以能夠以非常專業(yè)的方式處理模塊并聯(lián)，其背后的核心技術(shù)是模塊適配門極驅(qū)動(dòng)器（MAG）提供了本地門級控制回路。由于該產(chǎn)品的每個(gè)MAG都集成了模塊溫度（NTC）檢測電路功能，而每個(gè)2SMLT0220D MAG單元的局部控制能夠確保精確控制和開關(guān)，因此可以實(shí)現(xiàn)出色的均流。

與此同時(shí)，SCALE-iFlex? LT NTC還有另一個(gè)獨(dú)特的集成功能，那就是通過信號總線由MAG向絕緣主控板（IMC）提供4個(gè)模塊門極驅(qū)動(dòng)器的集成溫度報(bào)告，在實(shí)現(xiàn)緊湊模塊化設(shè)計(jì)的同時(shí)，還可使NTC提供精確的溫度管理。

為了進(jìn)一步節(jié)省空間，單個(gè)2SILT1200T絕緣主控板（IMC）單元最多可并聯(lián)四個(gè)由MAG驅(qū)動(dòng)的功率模塊，由于其外形緊湊，主控板單元也可以安裝在功率模塊上。要知道，這樣的設(shè)計(jì)對于采用多個(gè)功率模塊并聯(lián)的系統(tǒng)而言尤其重要。

除了并聯(lián)這一大特點(diǎn)之外，SCALE-iFlex? LT NTC還具有非常靈活的特性。據(jù)王皓介紹，在PI現(xiàn)有的解決方案中，客戶可以自己掌控模塊之間的間距，因?yàn)樵摦a(chǎn)品采用的是線纜的方式進(jìn)行連接，可以適配不同客戶對于產(chǎn)品的設(shè)計(jì)需求。無論是風(fēng)冷散熱需要留出一定的距離，還是水冷方案所需的緊湊型設(shè)計(jì)，這款門極驅(qū)動(dòng)器都能滿足客戶的個(gè)性化需求。

事實(shí)上，SCALE-iFlex? LT NTC的優(yōu)點(diǎn)還不止這些。該產(chǎn)品還采用了高級有源鉗位（AAC）來提供精確的過壓保護(hù)，通過內(nèi)置NTC的方式有效提高了系統(tǒng)的可觀測性和整體性能；而門極驅(qū)動(dòng)器也完全符合IEC 61000-4-x（EMI）、IEC-60068-2-x（環(huán)境）和IEC-60068-2-x（機(jī)械）標(biāo)準(zhǔn)，并且可通過低壓、高壓和熱循環(huán)等全面測試，從而將設(shè)計(jì)人員的開發(fā)時(shí)間縮短12-18個(gè)月；驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部集成了完善的保護(hù)特性，還可選擇增加三防漆工藝。

基于以上技術(shù)特征，SCALE-iFlex? LT NTC門極驅(qū)動(dòng)器非常適配于流行的100mmx140mm IGBT半橋模塊，例如Mitsubishi LV100和Infineon XHP 2，以及耐壓在2300V以內(nèi)的碳化硅（SiC）衍生模塊。

1SP0635V2A0D

即插即用，為客戶量身定制最佳門極驅(qū)動(dòng)器

作為此次PI推出的另外一款重磅新品，數(shù)字型1SP0635V2A0D門極驅(qū)動(dòng)器同樣具有行業(yè)領(lǐng)先的技術(shù)優(yōu)勢。

據(jù)王皓介紹，1SP0635V2A0D是一款單通道即插即用型門極驅(qū)動(dòng)器，適配于尺寸為190mmx140mm的3.3kV以內(nèi)的IHM和IHV IGBT模塊，目前該產(chǎn)品主要應(yīng)用于包括軌道牽引逆變器、電網(wǎng)和中壓變頻器等領(lǐng)域。“PI推出這款產(chǎn)品的最大意義在于，希望給客戶提供更多的驅(qū)動(dòng)層面的信息，以獲取整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)收集，從而可以更好地對設(shè)備全生命周期建模進(jìn)行維護(hù)?！?/span>

據(jù)了解，1SP0635V2A0D將PI成熟可靠的SCALE-2?開關(guān)性能和保護(hù)特性與可配置的隔離串行輸出接口相結(jié)合，不僅增強(qiáng)了驅(qū)動(dòng)器的設(shè)定靈活性，還能夠提供全面的遙測報(bào)告，以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的壽命估算。其內(nèi)部集成了包括溫度、器件和母線狀態(tài)信息在內(nèi)的多個(gè)檢測電路，可以簡化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并增強(qiáng)可觀測性、控制性和可靠性。

“也就是說，這款驅(qū)動(dòng)板不光有基本的驅(qū)動(dòng)功能，它還可以實(shí)時(shí)地向控制系統(tǒng)傳輸IGBT驅(qū)動(dòng)檢測到的各種關(guān)鍵信息，包括不限于母線電壓、門極狀態(tài)、NTC溫度等能看到的母線電壓的實(shí)時(shí)值?！蓖躔┤缡钦f，這樣的設(shè)計(jì)不僅可以簡化溫升管理，而且無需外部溫度傳感器。

為了從同類產(chǎn)品中脫穎而出，1SP0635V2A0D除了具備驅(qū)動(dòng)器的基本功能之外，還新增了高級有源鉗位（DAAC）功能，可以提供無限制的過壓保護(hù)，并且還集成了直流母線電壓測量功能，能夠減少外部電路，降低系統(tǒng)復(fù)雜性和成本。而閉環(huán)門極電壓、門極狀態(tài)和短路監(jiān)測功能，則可確保模塊在設(shè)定的限值內(nèi)操作，從而提高效率并避免嚴(yán)重故障。

至于其它特性，據(jù)官方介紹，1SP0635V2A0D還包括對光纖接口的狀態(tài)監(jiān)測，以確保正確接收開關(guān)指令。同樣，門極監(jiān)測可確保開關(guān)指令已正確執(zhí)行，并且功率模塊處于適當(dāng)?shù)牟僮鳡顟B(tài)。短路監(jiān)測可提供精確的控制，指示門極驅(qū)動(dòng)器在發(fā)生短路時(shí)做出恰當(dāng)?shù)捻憫?yīng)。

另外值得一提的是，1SP0635V2A0D是PI發(fā)布的首款數(shù)字化驅(qū)動(dòng)器，這也標(biāo)志著PI已經(jīng)成功地邁出了數(shù)字化轉(zhuǎn)型的第一步。

總之，在從能源向可再生能源轉(zhuǎn)變的過程中，半導(dǎo)體可以發(fā)揮出更多價(jià)值，在提高可靠性、促進(jìn)能源生產(chǎn)率、提高效率、降低成本等方面均發(fā)揮著積極作用?？梢灶A(yù)見，此次PI推出的SCALE-iFlex? LT NTC和1SP0635V2A0D兩款門極驅(qū)動(dòng)器，勢必將會給整個(gè)產(chǎn)業(yè)帶來新的動(dòng)能。