如何用隔離柵極驅動器及GaN晶體管提高太陽能逆變器效率

電源轉換效率是衡量太陽能（solar energy）系統的重要指標。雖然這與多方面因素有關，在太陽能電池板直流電轉換為家用交流電的過程中，逆變器發揮的作用最大。為了將效率提高哪怕只有0.1%，逆變器制造商往往需要投入大量的時間，一些典型方法有優化設計、減小尺寸、采用氮化鎵（GaN）技術，選擇高性能MOS管（MOSFET）等。

典型的太陽能微逆變器

提高PV系統電源轉換效率的方法

為使PV面板性能最大化，DC/DC級是微逆變器的最前端，其中的數字控制器執行最大功率點跟蹤（MPPT），目前最常見的拓撲結構是非隔離式DC/DC升壓轉換器（DC/DC boost converter）。對于單個太陽能電池板，通常軌道或直流環節為36V；在這個電壓范圍內，用戶可以使用標準硅金屬氧化物半導體mos晶體管（MOSFETs）進行DC/DC轉換。

PV系統工作于戶外，減小尺寸是優先選項（微逆變器和功率優化器將適合光伏系統的后端）。由于較高頻率能減小微逆變器和太陽能優化器應用中的大型磁性元件的尺寸，一些太陽能逆變器制造商正在采用氮化鎵（GaN）技術，GaN基MOS管能夠以更高頻率切換。

PV系統中，DC/AC級或次級通常使用H橋拓撲結構，微逆變器軌道電壓約為400V。柵極驅動器可以使用多種隔離技術把控制器與電源開關隔離，還可同時驅動高頻開關。這些要求由信號隔離的安全標準驅動，如IEC62109-1安全標準。

采用TI公司UCC21220柵極驅動器的優勢

UCC21220是德州儀器（TI）推出的基本隔離柵極驅動器，可以驅動功率MOSFET、IGBT和GaN晶體管。UCC21220在縮小芯片尺寸的同時，有效降低了成本。憑借第二代電容隔離技術，UCC21220能提供28ns的典型傳播延遲和提高效率，同時也降低了印刷電路板（PCB）空間和系統成本。

UCC21220具有集成優勢，提供了高側和低側之間的傳播延遲和延遲匹配性能。這些定時特性減少了開關損耗，能夠更快導通，同時還使體二極管的導通時間最小化，也提高了效率。由于這些參數較少依賴于VDD，這為設計師提供了較大發揮空間，可以放寬系統其余部分的電壓容差設計余量。

UCC21220驅動器能夠驅動功率MOSFET、IGBT和GaN晶體管

TI的GaN技術使DC/DC升壓和DC/AC倒相級的工作頻率超過100kHz。基于GaN功率級MOS管固有的低開關損耗，可以達到99%或更高的效率。更高的效率不僅意味著能源浪費更少，也意味著更小的冷卻需求、更少的散熱器，以及更緊湊和更具成本效益的設計。

UCC21220還用于微逆變器和太陽能優化器，這是太陽能應用的替代方案，其中基本隔離可能就已足夠。設計中，選擇和使用正確的高壓柵極驅動器，可實現更高效率，降低空間受限的微逆變器或太陽能優化器的系統成本。

壹芯微科技針對二三極管,MOS管作出了良好的性能測試，應用各大領域，如果您有遇到什么需要幫助解決的,可以點擊右邊的工程師,或者點擊銷售經理給您精準的報價以及產品介紹