近日，英飛凌推出全新基于CoolSiC? 400V SiC MOSFET的3L-ANPC拓撲虛擬評估板（EVAL_10KW_3LANPC_SIC），為工程師和研究人員提供了一套完整的三電平逆變器系統(tǒng)設(shè)計參考。該方案采用先進的碳化硅功率器件與優(yōu)化的PCB布局，面向工業(yè)電機驅(qū)動、光伏組串逆變器等高效率、高功率密度應(yīng)用場景，具備出色的開關(guān)性能與熱管理能力。

高性能拓撲結(jié)構(gòu)，打造高效能逆變系統(tǒng)

此次推出的虛擬評估板基于三相三電平有源中點鉗位（3L-ANPC）拓撲結(jié)構(gòu)，具有更高的電壓利用率和更低的開關(guān)損耗。通過引入CoolSiC? 400V第二代SiC MOSFET（IMT40R011M2H），該設(shè)計可在高達800V直流母線電壓下穩(wěn)定運行，支持更高功率密度和更優(yōu)效率表現(xiàn)。

在PCB布局方面，該評估板特別優(yōu)化了換流路徑，顯著降低回路寄生電感，從而有效抑制電壓過沖并減少開關(guān)損耗，提升系統(tǒng)整體穩(wěn)定性與可靠性。

關(guān)鍵器件配置一覽

該設(shè)計整合了英飛凌多款高性能產(chǎn)品，構(gòu)建完整功率系統(tǒng)：

IMT40R011M2H：CoolSiC? 400V MOSFET，低導通電阻與高速開關(guān)特性；

BSZ099N06LS5：低壓側(cè)同步整流用功率MOSFET；

2EDF7275F：雙通道SiC MOSFET柵極驅(qū)動器；

TLI4971-A120T5-E0001：高精度無芯電流傳感器；

XMC1302與XMC4400系列MCU：用于控制與驅(qū)動；

KIT_XMC_LINK_SEGGER_V1：調(diào)試與開發(fā)支持工具鏈。

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應(yīng)用優(yōu)勢與技術(shù)亮點

相比傳統(tǒng)兩電平拓撲，3L-ANPC具備多項顯著優(yōu)勢：

效率可達99.5%以上，功率密度大幅提升；

更低的dv/dt與電磁干擾（EMI）水平；

支持靈活的電機控制算法驗證；

允許修改為兩電平結(jié)構(gòu)進行對比測試；

熱量分布均勻，有利于長期運行穩(wěn)定性；

可擴展加裝散熱片以適應(yīng)更高功率需求。

此外，CoolSiC?器件的使用進一步提升了系統(tǒng)在高頻工況下的性能表現(xiàn)，同時減小磁性元件體積，有助于實現(xiàn)緊湊型電源轉(zhuǎn)換設(shè)備的設(shè)計。

目標應(yīng)用領(lǐng)域廣泛

該虛擬評估平臺適用于多個高要求的工業(yè)與能源應(yīng)用，包括：

光伏組串式逆變器；

工業(yè)伺服驅(qū)動與變頻器；

不間斷電源（UPS）系統(tǒng)；

儲能逆變器及智能電網(wǎng)設(shè)備。

結(jié)語

隨著新能源與智能制造的發(fā)展，對高效、高可靠電力電子系統(tǒng)的訴求日益增長。英飛凌此次推出的EVAL_10KW_3LANPC_SIC虛擬評估方案，不僅為工程師提供了完整的三電平系統(tǒng)設(shè)計參考，也為推動SiC器件在高端電力電子領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用奠定了堅實基礎(chǔ)。對于希望快速掌握3L-ANPC拓撲設(shè)計要點、加速產(chǎn)品驗證周期的研發(fā)團隊而言，這無疑是一個值得深入研究的技術(shù)資源。