超结MOS/IGBT在储能变流器(PCS)上的应用-REASUNOS瑞森半导体

最新推荐文章于 2025-03-04 09:36:07 发布
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一、储能交流器(PCS)

储能变流器(PCS)的定义

储能变流器，又称双向储能逆变器，英文名PCS(Power Conversion System)，是储能系统与电网中间实现电能双向流动的核心部件，用作控制电池的充电和放电过程，进行交直流的变换。

储能变流器(PCS)工作原理

储能变流器的工作原理是交流、直流侧可控的四象限运行的变流装置，实现对电能的交直流双向转换。该原理就是通过微网监控指令进行恒功率或恒流控制，给电池充电或放电，同时平滑风电、太阳能等波动性电源的输出。

储能变流器(PCS)的分类

工作模式分为并网模式、离网模式和混合模式。

按照应用场景的不同，分为储能电站（功率大于10MW）、集中式或组串式（功率大于250KW）、工商业（功率小于250KW）及户用（功率小于10KW）四大类，主要区别是功率大小。

二、MOS管应用线路&推荐产品选型

储能变流器(PCS)可控制蓄电池的充电和放电过程，进行交直流的变换，在无电网情况下可以直接为交流负荷供电。储能变流器(PCS) 由 DC/AC 双向变流器、控制单元等构成。

针对双向DC-DC高压侧与BUCK-BOOST线路，推荐使用瑞森半导体超结MOS系列：

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储能变流器（Power Control System——PCS）可控制蓄电池的充电和放电过程，进行交直流的变换，在无电网情况下可以直接为交流负荷供电。PCS 由 DC/AC 双向变流器、控制单元等构成。PCS 控制器通过通讯接收后台控制指令，根据功率指令的符号及大小控制变流器对电池进行充电或放电，实现对电网有功功率及无功功率的调节。 PCS 控制器通过 CAN 接口与 BMS 通讯，获取电池组状态信息，可实现对电池的保护性充放电，确保电池运行安全。 　　储能变流器（PCS）可控制蓄电池的充电和放电过程，进
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2021年中国储能变流器（PCS）行业概览护航储能腾飞（40页）.pdf
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基准值法是指将某个物理量的基准值作为分母，将该物理量的实际值作为分子，计算出的比值即为标幺值。控制策略的差异：在储能系统中，整流和逆变的控制策略可能不同。电流波形特性：在储能系统中，电流波形往往含有较大的谐波分量，尤其是在充电过程中。标幺值：是指电力系统中常用的一种无量纲量，它是指某个物理量与其基准值的比值。标幺值的计算方法有两种，分别是基准值法和最大值法。整流器的器件特性：整流器部分通常采用功率二极管进行整流，而功率二极管的开通压降比较大，导致整流时有较大的能量损耗，因此整流效率会相对较低。
一文读懂 储能变流器PCS与虚拟同步机VSG的区别
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PCS介绍： 储能变流器（PCS）也是一种DC/AC三相逆变器，与风电变流器、光伏逆变器的拓扑都是一样的，但PCS对能量可充可放，同一厂家的这几类产品，同一功率等级的话硬件差别很小，软件虽有差别，但继承性也很强，所以同一功率等级的PCS与光伏逆变器的成本应很接近。 传统的PCS在并网时的控制方式简称PQ模式，是电流源型的，即其电路模型等效为一个电流源并联在电网上；在离网时的控制方式简称VF模式，是...
基于储能变流器（PCS）的多站融合直流吸引供电系统方案
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随着分布式电网的建设与发展，变电站的功能还将包括储能、电力变换，能量的传输也从单向变成了双向，电力的调度就变得非常复杂，所需要采集的数据剧烈增加，因此，在储能站的基础之上进行数据中心站的建设，除了要对变电站和储能站进行各项数据采集、发送外，还要根据电网的需要，实现在电力过剩时向储能装置充电，当电网电力不足时，由储能装置向电网供电的功能。（1）供电效率方面，目前调研结果，变压器效率约为98%，PCS约为98%，带隔离的DC/DC约为97%，HVDC效率约为96%，两种方案供电效率基本一致。
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储能变流器PCS，又称双向储能逆变器，是储能系统与电网中间实现电能双向流动的核心部件，用作控制电池的充电和放电过程，进行交直流的变换。近年来，全球储能市场爆发，对PCS的需求增大，国内厂商不断扩大海外市场，对PCS的研究也成为关注热点。PCS工作原理储能变流器的工作原理是交、直流侧可控的四象限运行的变流装置，实现对电能的交直流双向转换。该原理就是通过微网监控指令进行恒功率或恒流控制，给电池充电或放电，同时平滑风电、太阳能等波动性电源的输出。▲储能双向变流器主电路拓扑PCS组成。
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PCS由IGBT（绝缘栅双极型晶体管）、PCB板（印刷电路板）、电线电缆等硬件组成，其主要功能包括平抑功率、信息交互、保护等，PCS决定了输出电能质量和动态特性，也很大程度影响电池的使用寿命。集中式PCS的功率在250KW以上，当前多采用两电平拓扑，同样采用IGBT模块化设计，使用功率器件较少，单机功率可达MW级，对系统可靠性要求较高。BMS对电池的基本参数进行测量，包括电压、电流、温度等，防止电池出现过充电和过放电，延长电池的使用寿命。担任感知角色，主要负责电池的监测、评估、保护以及均衡等；
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关于PCS的基础认知和基础知识
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实现 PCS 的方法有很多种，其中最常见的是采用电力电子器件，如 IGBT（绝缘栅双极晶体管）、MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）等，通过控制这些器件的开关状态来实现直流-直流转换、直流-交流转换、功率因数校正等功能。总的来说，PCS 是电池管理系统中的重要组成部分，它通过将电池的直流电转换为适合外部设备使用的交流电或直流电，为电池管理系统提供了更加灵活的电力输出方式，同时也提高了电池管理系统的可靠性和安全性。开关状态：包括 PCS 中所有开关的开关状态，如开关是否闭合、是否打开等。
超结MOS
最新发布
03-29
### 超结MOS技术原理 超结MOS是一种先进的功率半导体器件，采用了多层外延工艺技术制造。这种结构显著优化了传统MOSFET的性能参数，在保持较低导通电阻的同时减少了寄生电容的影响[^3]。具体来说，超结MOS的核心在于其独特的PN交替排列设计，这使得器件能够在较高的击穿电压下维持更低的导通电阻。 #### 技术优势 - **低导通电阻**：由于特殊的PN结构设计，超结MOS能够实现比常规MOSFET更低的导通电阻，从而减少传导过程中的能量损失。 - **高频工作能力**：得益于较小的寄生电容（尤其是输出电容和米勒电容），超结MOS适合应用于高频场景中，能有效降低开关损耗并提升整体效率。 - **热管理优异**：相比其他类型的功率器件，超结MOS具有更好的散热表现，因此可以在更高温度环境下稳定运行。 ### 应用领域 超结MOS广泛用于各种电力电子设备之中，尤其是在需要高效转换与快速响应的应用场合表现出色。例如： 1. **微型逆变器** 微型逆变器是分布式光伏发电系统的重要组成部分之一。在此类应用中，瑞森半导体制造的超结MOS因其卓越的EMI特性而备受青睐，有助于简化电磁兼容性测试流程，并提高系统的可靠性和安全性。 2. **开关电源(Switching Power Supply, SMPS)** 在现代SMPS设计里，工程师们倾向于选用超结MOS作为核心元件来构建高效的DC-DC变换器或者AC-DC适配器解决方案。这些产品不仅体积小巧而且具备出色的动态负载调整能力和瞬态恢复速度[^2]。 3. **电机驱动控制器(Motor Drive Controller)** 对于无刷直流电动机(BLDC Motor)以及其他复杂运动控制系统而言，利用高性能的超结MOS可以精确控制转矩波形形状进而改善整机性能指标如噪声水平、振动幅度以及能耗情况等方面均有所改进。 ```python # 示例代码展示如何计算理想条件下的功耗 def calculate_power_loss(rds_on, current): return rds_on * (current ** 2) rds_on = 0.015 # 单位欧姆 current = 10 # 安培 power_loss = calculate_power_loss(rds_on, current) print(f"Ideal power loss is {power_loss}W") ```
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