Power Integrations在SCALE-iFlex产品系列的基础上新推出SCALE-iFlex™ XLT产品,进一步扩宽其应用范围。
▲图1 SCALE-iFlex™ XLT应用场景
在实际应用中,无论是储能系统还是光伏发电,只要母线电压在1,500V左右内,SCALE-iFlex™ XLT都能发挥出色的作用。这使得产品能够满足不同用户的需求,为用户提供更加灵活的选择。
结构设计紧凑和集成式温升检测是SCALE-iFlex™ XLT产品的两大显著特点。
从外部尺寸来看,SCALE-iFlex™ XLT的宽度为90.98mm,高度为31mm,长度为65.665mm。这一紧凑的尺寸使得驱动器能够轻松适应各种应用场景,尤其是在对空间要求苛刻的系统中。
这种紧凑的结构不仅体现在外观上,更在于其内部设计和功能布局。与传统的堆叠板设计方案相比,采用单个PCBA的设计,使得显著降低了驱动器高度的同时,还减少了所需的器件数量,从而降低了整体成本。从可靠性上来看,由于物理元件数量的减少,产品的故障率也相应降低。
此外,SCALE-iFlex™ XLT还能够与IGBT的尺寸相匹配,进一步提高了系统的集成度。SCALE-iFlex™ XLT支持最高2300V的模块耐压等级,但同样适用于低于此标准的模块,如1200V和1700V的IGBT模块。这是因为该产品基于最高应用级别而进行设计的,具有向下兼容的特性。因此,无论使用的是两电平还是三电平,无论是1700V、1200V还是2300V的模块,SCALE-iFlex™ XLT都能提供稳定的支持。
另一个值得注意的是SCALE-iFlex™ XLT的NTC读取功能。在传统数字隔离方案中,客户通常需要为NTC检测创建一个额外的隔离系统,这增加了开发的复杂性和成本。而SCALE-iFlex™ XLT则集成了这一功能,无需客户自行开发隔离系统,大大简化了开发流程,提高了产品的易用性。
虽然目前市场上的主流趋势是硅基IGBT,但NTC驱动器在技术上同样适用于其他类型的半导体模块,如碳化硅(SiC)等。然而,是否采用NTC驱动器还取决于应用端的具体需求。
▲图2 SCALE-iFlex™ XLT产品
SCALE-iFlex™ XLT除了拥有紧凑的结构设计外,还具备直接提供集成式的温度检测读取的功能。这一功能通过内置的NTC温度电阻实现,当驱动器与IGBT的NTC引脚相连后,可以直接通过驱动器的隔离层提供NTC信息至驱动器的原边。这在显著减少了线缆使用的同时,还降低了电弧风险,并提高了系统的整体可靠性。
相比传统的解决方案,SCALE-iFlex™ XLT将NTC隔离与驱动信号隔离集成在一起,形成了一个集成的隔离方案。客户无需再通过额外的电缆或接线将NTC信号引出,而是可以直接从驱动板的原边获取隔离后的温度信号。这不仅简化了系统结构,而且提高了温度信号的传输效率和精度。
在配合适当的系统温度监控条件下,SCALE-iFlex™ XLT能够显著提高变换器的功率输出。据测试,在某些应用场景下,变换器的功率最多可提高30%左右。
在绝缘设计方面,SCALE-iFlex™ XLT同样展现了出色的性能。它支持从1200V到2300V的绝
缘耐压等级的模块,为不同应用场景提供了灵活的选择。特别是在加强绝缘设计方面,SCALE-iFlex™ XLT为使用1700V模块的客户提供了加强绝缘的等级,大大降低了客户在整机应用中的绝缘设计难度。
此外,随着拓扑结构从两电平向三电平的发展,系统对绝缘性能的要求也在不断提高。SCALE-iFlex™ XLT针对三电平系统进行了专门的绝缘设计优化,确保在系统电压翻倍的情况下,仍能满足基本的绝缘需求。这一设计不仅提高了系统的安全性,也为客户在拓扑结构选择上提供了更大的灵活性。
▲图3 三电平ANPC设计范例
在有限的区域内,该产品提供了每通道1W的驱动功率,最大驱动电流可达到15A。同时,产品还配备了短路保护功能,确保在短路条件下仍能对IGBT进行有效保护。在1700V或1200V的系统中,尤其是在需要紧凑整机设计的情况下,SCALE-iFlex™ XLT的紧凑型方案能够充分发挥其优势。
当面临空间限制,但系统需求升级到更高的电压和功率等级时,王皓表示:“我们并不是简单地排斥在中高压系统中使用SCALE-iFlex™ XLT等紧凑型驱动器。相反,我们根据客户的具体需求和系统要求来推荐最适合的解决方案。在某些情况下,如果客户对空间和功率密度有极高要求,同时系统的并联需求相对较低,那么SCALE-iFlex™ XLT产品仍然是一个很好的选择。