近年來(lái)，隨著全球儲(chǔ)能市場(chǎng)的不斷擴(kuò)大和競(jìng)爭(zhēng)加劇，越來(lái)越多的國(guó)家與企業(yè)開(kāi)始將目光瞄向了150GW的儲(chǔ)能項(xiàng)目，如風(fēng)電、光伏等。雖然這種高壓系統(tǒng)可以帶來(lái)更低的電流和更少的損耗，但卻也對(duì)半導(dǎo)體元器件的可靠性和穩(wěn)定性提出了更高要求。

為了適應(yīng)儲(chǔ)能市場(chǎng)大功率、高電壓、低成本的發(fā)展趨勢(shì)，功率變換IC領(lǐng)域的全球領(lǐng)導(dǎo)者Power Integrations（以下簡(jiǎn)稱“PI”）近日推出了一款適用于1200V至2300V“新型雙通道”IGBT模塊的單板即插即用型門(mén)極驅(qū)動(dòng)器——SCALE-iFlex? XLT，旨在以技術(shù)創(chuàng)新為突破口，提高逆變器系統(tǒng)的可靠性和利用率。

據(jù)了解，此次發(fā)布的SCALE-iFlex XLT即插即用型門(mén)極驅(qū)動(dòng)器是SCALE-iFlex系列中最先進(jìn)的一款產(chǎn)品，它不僅具有更高的功率密度，其應(yīng)用范圍也更加廣泛。

據(jù)PI門(mén)級(jí)驅(qū)動(dòng)器部門(mén)系統(tǒng)工程師經(jīng)理王皓介紹，SCALE-iFlex XLT是一款集成式溫升檢測(cè)產(chǎn)品，可對(duì)逆變器模塊進(jìn)行主動(dòng)溫升管理，從而提高系統(tǒng)利用率，并簡(jiǎn)化物料清單（BOM），以提高逆變器系統(tǒng)的可靠性。該產(chǎn)品專門(mén)面向儲(chǔ)能系統(tǒng)以及風(fēng)電和光伏可再生能源應(yīng)用而設(shè)計(jì)，同時(shí)也適用于軌道交通應(yīng)用場(chǎng)景。

與SCALE-iFlex家族的其他幾款產(chǎn)品相比，SCALE-iFlex XLT主要具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

一是，高度集成，結(jié)構(gòu)極為緊湊。SCALE-iFlex XLT采用了PI的SCALE-2芯片組，這種設(shè)計(jì)能使其內(nèi)部集成的元件數(shù)量相對(duì)更少，僅使用單個(gè)PCBA（印刷電路板組裝）即可完成產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，并且每通道在最高環(huán)境溫度下的輸出功率為1W。這與傳統(tǒng)的門(mén)極驅(qū)動(dòng)器相比，其可靠性、功率密度和機(jī)械設(shè)計(jì)自由度都更勝一籌。

二是，采用兩電平和三電平ANPC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。這是一種高效、可靠的電力電子拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，它可以將直流電壓轉(zhuǎn)換為交流電壓，并且能夠控制輸出電壓的大小和頻率。基于這種多級(jí)拓?fù)?，SCALE-iFlex XLT非常適用于1700V功率模塊的兩電平應(yīng)用，以及1200V功率模塊的基本隔離的三電平應(yīng)用；同時(shí)，通過(guò)NTC檢測(cè)讀取隔離溫度，還可將檢測(cè)擴(kuò)展到2300V系統(tǒng)。

三是，支持LV100、XHP 2、HPnC或同等功率模塊。SCALE-iFlex XLT系列雙通道即插即用型門(mén)極驅(qū)動(dòng)器適用的模塊結(jié)構(gòu)尺寸涵蓋了目前市面上通用的IGBT模塊形狀，可適配1200V至2300V的單個(gè)LV100（三菱）、XHPTM 2（英飛凌）、HPnC（富士），以及耐壓高達(dá)2300V的同等半導(dǎo)體功率模塊。

四是，功能特性符合應(yīng)用要求。在功率半導(dǎo)體驅(qū)動(dòng)電路中，退飽和短路保護(hù)是一種非常重要的安全功能。所謂退飽和短路保護(hù)，指的是當(dāng)功率器件在電流增大時(shí)或者遇到短路的工況，功率元件的工作區(qū)會(huì)從飽和區(qū)退出到線性區(qū)，此時(shí)IGBT模塊兩端的電流不變，但器件兩端的壓降會(huì)急劇升高，導(dǎo)致元件的功耗升高，而溫升也會(huì)升高。為了防止這種工況下IGBT模塊長(zhǎng)時(shí)間工作導(dǎo)致?lián)p壞，PI在SCALE-iFlex XLT中增加了退飽和檢測(cè)功能，以進(jìn)行短路保護(hù)。

除此之外，SCALE-iFlex XLT還可提供三防漆選項(xiàng)，保護(hù)驅(qū)動(dòng)器在更惡劣環(huán)境下可靠工作。

除了上述提到的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)檢測(cè)，SCALE-iFlex XLT的另外一個(gè)特征就是具有隔離溫度檢測(cè)讀取功能（NTC）。

據(jù)王皓介紹，傳統(tǒng)解決方案因?yàn)镹TC和IGBT是一個(gè)整體，做NTC檢測(cè)就需要隔離。如果驅(qū)動(dòng)器不帶NTC功能，客戶系統(tǒng)又需要監(jiān)測(cè)NTC信息，就需要額外通過(guò)一根電纜連到另一個(gè)電路。而這個(gè)電路需要有專門(mén)的NTC隔離，才能把溫度信號(hào)提供給控制端進(jìn)行NTC溫度采樣?，F(xiàn)在SCALE-iFlex XLT直接將NTC的隔離和驅(qū)動(dòng)板本身的驅(qū)動(dòng)信號(hào)隔離集成在一起，形成一個(gè)集成的隔離方案，將隔離的溫度信號(hào)傳給控制端，即可實(shí)現(xiàn)變換器系統(tǒng)控制端的監(jiān)測(cè)和精確溫升管理。

據(jù)了解，這一功能可使系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員能夠優(yōu)化熱設(shè)計(jì)，并在相同硬件的基礎(chǔ)上將變換器的功率提高25%至30%。此外，隔離的NTC讀取功能還能降低逆變器系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，省去多個(gè)電纜、連接器和額外的安全隔離電路。

另外值得一提的是，SCALE-iFlex XLT不僅支持多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，還能提供2300V的絕緣強(qiáng)度，這一設(shè)計(jì)在業(yè)界堪稱首創(chuàng)。

要知道，門(mén)極驅(qū)動(dòng)器的保護(hù)功能，對(duì)于確保功率模塊安全運(yùn)行至關(guān)重要。而在綜合安全保證方面，SCALE-iFlex XLT不僅經(jīng)過(guò)了100%生產(chǎn)測(cè)試（包括局部放電測(cè)試和變壓器HIPOT測(cè)試），而且還符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)；同時(shí)，該產(chǎn)品的PCB和變壓器材料上的爬電距離，與初級(jí)和次級(jí)側(cè)之間的間隙距離，也符合IEC 61800-5-1加強(qiáng)要求。

總之，此次PI推出的SCALE-iFlex XLT即插即用型門(mén)極驅(qū)動(dòng)器是一款性能穩(wěn)定、安全可靠、應(yīng)用廣泛，且易于集成和配置的溫升檢測(cè)產(chǎn)品。它不僅能夠最大限度地減少元件數(shù)量，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高可靠性，而且還可以很好地與IGBT的尺寸相匹配。

據(jù)悉，該產(chǎn)品目前正在進(jìn)行認(rèn)證測(cè)試，計(jì)劃將于2024年第四季度實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。屆時(shí)，這款全新門(mén)極驅(qū)動(dòng)器憑借上述優(yōu)勢(shì)，一定能為儲(chǔ)能市場(chǎng)帶來(lái)革命性改變。