采用SiC和GaN功率模块的光伏逆变器纷纷亮相光伏展，三菱电机率先推出产品

在可再生能源技术及产品展会“PVJapan2014”（东京有明国际会展中心，2014年7月30日～8月1日）上，各公司纷纷展示了采用碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）等新一代功率半导体的光伏发电用逆变器（电源调整器）。其中，三菱电机展示了刚刚宣布将于2015年1月上市的产品。该公司表示，“据本公司调查，这将是全球首款采用SiC的光伏逆变器产品”。



三菱电机展示的是功率半导体元件全部基于SiC的“全SiC-IPM（Intelligent Power Module，智能功率模块）”电源调整器产品。支持4.4kW的输出功率，将直流电力转换成交流电力的转换效率为98.0％。

三菱电机以前曾推出过采用“分段控制型逆变器”技术而实现了97.5％的转换效率的电源调整器产品。“分段控制型逆变器”是该公司自主开发的组合使用三个逆变器的技术，但由于使用多个逆变器，因此系统有些复杂。但另一方面，“采用一个逆变器的话转换效率又只有96％”（三菱电机）。



三菱电机的配备全SiC-IPM的电源调整器产品。



三菱电机在电源调整器上采用的全SiC-IPM

而此次的全SiC-IPM只使用一个逆变器，通过简单的结构就实现了98.0％的转换效率。新产品的建议零售价为44万日元。三菱电机表示，该公司预定2014年11月开始销售的转换效率为96％的电源调整器中，支持4.0kW输出的产品的建议零售价为34万日元，这样来看，“配备全SiC-IPM的产品的价格并不算太高”。

欧姆龙也展出了功率模块采用全SiC的电源调整器的开发品。展品支持5.5kW输出，据说还能以相同的尺寸实现支持9.9kW输出的产品。将直流电力转换成交流电力的转换效率为97.5％。欧姆龙未公布产品的上市时间，只表示“考虑在不久的将来上市”。



三菱电机的全SiC-IPM电源调整器产品的输出功率与转换效率的关系



欧姆龙参考展出输出功率为5.5kW的“全SiC”。除太阳能电池外还设想了其他一些用途。

安川电机参考展示了功率模块采用GaN而非SiC的电源调整器。支持200V电压、4.5kW输出（单相），转换效率为98％。



安川电机参考展出的GaN模块（前方）及配备该模块的4.5kW电源调整器。

安川电机2012年10月就发布了开发品，当时表示计划在2年内推出产品，而此次则宣布“2015年以后实现产品化”，否定了会在2014年内上市。

据安川电机介绍，采用GaN而非SiC是因为，“GaN功率半导体的响应速度高达SiC的9倍。我们开发的工业用电源调整器还经常用于马达控制，必须具备高速响应性，因此致力于GaN的开发”。