Si MOSFET – katalizatorius, skatinantis greitą APF plėtrą

Aktyviosios galios filtrai (APF), kaip aktyviosios galios elektroniniai prietaisai, skirti sumažinti energijos kokybės problemas, tokias kaip harmonikos, reaktyvioji galia ir galios disbalansas skirstomuosiuose tinkluose, turi beveik pusės amžiaus kūrimo istoriją. Tačiau dėl apribojimų, tokių kaip santykinai mažas efektyvus harmonikų eilės filtravimo pajėgumas, jautrumas rezonansui su elektros tinklu, dėl kurio atsiranda sistemos nestabilumas, ir didelių nuostolių, APF nebuvo plačiai pritaikyti. Praktikoje tradiciniai pasyvieji filtrai išlieka pagrindiniu harmoninės ir reaktyviosios galios mažinimo paskirstymo tinkluose sprendimu.

Siekiant sumažinti srovės harmoniką paskirstymo tinkle, APF (automatinis galios filtras) turi palaikyti plataus dažnių juostos pločio išvestį, o valdymo dažnių juostos plotis yra bent 1 kHz (didesnis nei 2,5 kHz, jei reikia filtruoti harmonikų diapazoną iki 51 eilės). Tačiau norint išlaikyti sistemos stabilumą, APF išvesties LCL filtro rezonansinis dažnis paprastai kelis kartus viršija valdymo dažnių juostos plotį. Tai reiškia, kad norint užtikrinti sistemos tvirtumą, APF išvesties LCL filtro rezonansinis dažnis paprastai turi būti didesnis nei 20 kHz. Kita vertus, norint filtruoti tradicinių APF, naudojančių IGBT kaip maitinimo jungiklius, perjungimo pulsaciją, perjungimo dažnis turi būti bent keturis kartus didesnis už išvesties LCL filtro rezonansinį dažnį. Iš tikrųjų tradiciniai IGBT paprastai veikia žemiau 30 kHz. Todėl APF, naudojantys IGBT kaip maitinimo jungiklius, reikalauja kelių šimtų Hz valdymo dažnių juostos pločio, kad būtų užtikrintas didelis sistemos tvirtumas, tačiau kelių šimtų Hz valdymo dažnių juostos pločio beveik nepakanka aukštesnės eilės harmonikoms kompensuoti. Dėl to APF beveik neįmanoma pasiekti pagrįstos stabilumo ir kompensavimo galimybių pusiausvyros, o tai labai apriboja platų jų naudojimą.

SiC MOSFET, kaip trečios{0}}kartos puslaidininkiniai galios perjungimo įrenginiai, pastaraisiais metais sparčiai vystėsi ir dabar plačiai naudojami įvairiuose galios elektronikos gaminiuose. SiC MOSFET palaiko aukštą perjungimo dažnį net didelės-galios programose – tai beveik pritaikyta-APF (automatiniams maitinimo jungikliams). Vidutinės{5}}–-didelės galios (20–200 A) APF SiC MOSFET vis tiek gali veikti maždaug 50 kHz perjungimo dažniu. Suderinus dviejų kanalų sujungimo technologiją ir magnetinio integravimo technologiją, srovės pulsacijos dažnis APF išvesties LCL filtre gali būti padidintas iki daugiau nei 100 kHz. Tai leidžia išvesties LCL filtro rezonansinį dažnį suprojektuoti maždaug 20 kHz (slopinimas -28 dB), o valdymo dažnių juostos plotį - maždaug 2,5 kHz. Tai leidžia APF visiškai kompensuoti 51-ąją harmoniką (pagrindinis dažnis 50 Hz). Be to, kadangi valdymo juostos plotis yra toli nuo išvesties LCL filtro rezonansinio dažnio, sistema pasižymi dideliu tvirtumu ir yra mažiau linkusi į rezonansą su elektros paskirstymo tinklu, todėl sumažėja nestabilumas. Be to, APF, naudojančių SiC MOSFET kaip pagrindinį maitinimo perjungimo įrenginį, nuostoliai yra mažesni nei APF, naudojančių tradicinius IGBT kaip pagrindinį maitinimo perjungimo įrenginį.

Apibendrinant galima pasakyti, kad SiC MOSFET yra beveik tobulas kaip pagrindinis APF (aktyviosios galios faktoriaus sistemų) maitinimo perjungimo įrenginys. Jie neabejotinai paskatins tolesnį ir platesnį APF ir kitų aktyviosios galios kokybės produktų taikymą, prisidės prie ekologiško energijos paskirstymo tinklo.

„Leonhard“ elektros įmonė, aukštųjų{0}}technologijų įmonė, besispecializuojanti SiC MOSFET energijos kokybės produktų tyrime ir plėtroje bei gamyboje, pristatė visą SiC MOSFET galios kokybės produktų seriją, kurios svyruoja nuo 20 iki 200 A įvairiais įtampos lygiais. Pagrindiniuose jo produktuose naudojama dviejų-kanalų perpylimo technologija ir magnetinio integravimo technologija, leidžianti lygiavertį perjungimo dažnį, viršijantį 100 kHz, užtikrinantį itin-didelį stabilumą, mažus nuostolius ir mažą dydį.