太陽能微逆變器(PV Microinverter)興起將帶動功率半導體需求增長。由於微逆變器須導入升壓(Boost)架構,且使用壽命須媲美太陽能面板,因而帶動低壓金屬氧化物半導體場效電晶體(LV MOSFET)、碳化矽接面型場效電晶體(SiC JFET)等新功率元件需求,吸引半導體商積極布局。
英飛凌工業與多元電子事業處應用工程經理吳榮輝(右)提到,採微逆變器建置太陽能系統的彈性較大,將逐漸受到市場青睞。左為英飛凌電源管理與多元電子事業處資深行銷經理陳志星 |
英飛凌工業與多元電子事業處應用工程經理吳榮輝表示,提升太陽能系統轉換效率係當前業界面臨的一大挑戰,但採用傳統集中式(Centralized)、串列式(String)逆變器方案,效率已難再提高,因此新型微逆變器遂逐漸崛起。藉由在每一塊太陽能面板下安裝微逆變器,可精確掌握最大功率輸出點(MPP),使太陽能系統轉換效率增加0.5%以上。
由於微逆變器輸入電壓僅約20~40伏特(V),要將電能匯流至120或230伏特的電網須引進升壓電路,因此英飛凌瞄準升壓機制所需的低壓MOSFET需求,已開發出可媲美車規OptiMOS系列產品的新功率元件。
與此同時,微逆變器須承受到戶外高溫、風吹雨打的嚴厲考驗,故半導體商也相繼投入開發可滿足20~25年使用年限的功率元件,以便為系統業者省下微逆變器的後續維護成本。
吳榮輝分析,電解電容係微逆變器中最容易損壞且更換頻率較高的一環,要延長使用時間須以薄膜電容取代傳統方案;不過,此將墊高周邊元件的規格要求。目前英飛凌已攜手一線微逆變器大廠克服各個系統電路設計環節,期開發出毋需電解電容的新一代產品。
不僅如此,英飛凌近期也已推出新一代CoolSiC 1200伏特SiC JFET,將在今年底至明年初導入量產;至於第三季則將發表ThinQ 1200伏特SiC蕭特基二極體(Schottky Diode),可使微逆變器效率提升至96%以上。
另外,閘極驅動器(Gate Driver)也是微逆變器能否長期正常運作的關鍵。英飛凌電源管理與多元電子事業處資深行銷經理陳志星指出,英飛凌將引進以往用於工業控制領域,採用非光耦合設計的EiceDRIVER,以改善光衰造成閘極驅動器效率降低或提早損壞的情形。
陳志星認為,市場研究機構一致看好2012~2015年微逆變器出貨量將大幅成長,並在居家型、屋頂型太陽能系統獲得廣泛採用。未來,微逆變器深入家用太陽能市場,出貨規模持續擴大後,可望引爆大量高品質、高效率半導體元件商機;英飛凌將挾既有的工業及汽車電子元件設計能量,快速滿足微逆變器製造商的需求。