对于太阳能和电池存储应用，SiC mosfet提高了功率转换效率，降低了系统成本。
太阳能和能源储存中的SiC mosfet与硅技术相比，应用具有明显的优势，解决了能源和成本节约的迫切需求，特别是在需要双向功率转换时。
易于安装是大功率太阳能串逆变器的主要特点之一。如果只需要两名工人来搬运和安装系统是有益的。因此，尺寸和重量是特别重要的。最新一代碳化硅半导体可以显著提高功率转换效率。这不仅节省了能源，而且还使设备更小、更轻，降低了相关的资本、安装和维护成本。
1500v的高运行电压要求电力设备具有较低的宇宙辐射故障率和较高的系统效率。由于这些相互矛盾的要求，ANPC多层拓扑是目前的首选解决方案，因为其在全功率因数运行范围内的最高效率(图1)。这种逆变器是为太阳能和电池存储应用而完美设计的。
图1:两种最常见的1500 V PV逆变器拓扑的比较。
适应ANPC拓扑的一种经济有效的方法是将英飞凌的1200 V CoolSiC MOSFET与TRENCHSTOP IGBT7技术最佳结合。图2显示了所提议实现的相位部分，其中T1、T4、T5和T6由硅基igbt和相应的硅自由轮二极管(FWD)组成。晶体管M2和M3由CoolSiC场效电晶体与内部身体二极管。通过使用下面图2所示的调制方案[1]和[2]，可以实现igbt在电网频率50/ 60hz的情况下连续开关开或关。因此，igbt被优化为更低的传导损耗。这样，开关损耗只发生在快速而高效的情况下SiC场效电晶体．因此，SiC器件的数量被减少到最小，实现了最佳的性价比。
图2:Easy 3B电源模块中的ANPC拓扑结构及其调制方案。
与IGBT逆变器解决方案相比，同等尺寸的SiC MOSFET模块也可以处理更多的功率。例如，英飞凌950v EasyPACK 3B IGBT模块工作在16千赫时，可以用两个更小的EasyPACK 2B尺寸1200v CoolSiC模块32千赫。该解决方案的功率处理提高了32%，达到139 kVA，功率转换损失降低了近5%。这进一步提高了0.3%的逆变器效率-这是一个真正的“革命依靠!”
图3:开关在16 kHz的950 V IGBT溶液与开关在32 kHz的SiC MOSFET溶液的比较。
为了证明在光伏串和储能逆变器中使用SiC mosfet的显著优势，英飞凌开发了一种适用于额定300 kW的1500 VDC系统的模块化参考设计。该设计采用了一种新型的双向3级ANPC拓扑结构，实现了接近99%的双向效率和高达96 kHz的开关频率(交错配置)。功率密度大于5kw /kg的完整解决方案，包括热沉和所有控制，在理想的80kg最大机柜重量下允许300kw的吞吐量。
使用碳化硅的能源使用和成本节约可以很容易地从整体效率的提高中计算出来;例如，与超结Si MOSFET溶液相比，1200v冷却sic mosfet可以将ESS安装的损耗减少一半，并提供2%的额外能量和运行时间。SiC MOSFET的单位成本通常并不低于IGBT的类似性能。但在系统层面上，硬件成本显著降低，因为在更高开关频率下的高效率允许使用更小、更便宜的磁性元件和散热器。例如，在一个1500 V的PV串逆变器中，每千瓦至少可以节省5-10%的成本(图4)。
图4:与igbt相比，SiC mosfet串逆变器的系统成本显著降低。
引用:
[1] D. Floricau等，“三电平有源NPC变换器对不同PWM策略的效率”，EPE, 2009
B. Sahan等人，“将SiC T-MOSFET和Si IGBT的优点结合在一种新型ANPC功率模块中，用于高度紧凑的1500v并网逆变器”，PCIM欧洲，2019
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