芯耀
与非AI
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与储能系统搭配使用的变流器，按照耦合方式可以分为直流耦合和交流耦合。其中，交流耦合架构成熟、并网控制灵活，是商用BESS等应用的理想选择。
《交流耦合储能系统》旨在赋能电源研发工程师，深度拆解交流耦合架构的底层逻辑，依托安森美领先的元器件生态，为您构建安全、稳定且极具竞争力的储能系统。精华内容如下：
介绍用于并网运行的交流耦合储能电站 (BESS) 架构
适用于住宅、商业和轻工业系统，功率范围通常为 10 kW 至 250 kW
按照主要的能量流向进行介绍：交流电网 ↔ 直流链路 ↔ 双向逆变器 ↔ 电池系统
提供三种双向 DC-AC 逆变器选项，分别针对能效、EMI 和可扩展性
每个选项都提供方案优势、应用描述、亮点和实用设计指南
顶层框图
方案优势
简单而稳健的拓扑，具有经现场验证的性能
利用现代宽禁带器件有望实现高能效
灵活控制，支持双向电力传输
设计简洁，可在宽功率范围内扩展
二电平双向逆变器用于在交流耦合储能电站中转换交流电网和直流链路之间的能量。它在放电时作为并网逆变器运行，在充电时作为有源整流器运行，从而实现双向电力传输，并具有可控的功率因数和低谐波失真。凭借结构简单、工作行为可预测和控制方法成熟，这种拓扑被广泛应用。典型的直流链路电压范围为 700 V 至 1500 V，具体取决于系统等级，开关器件会承受完整的直流链路应力。客户选择此方案是因为它具有稳健性、易于实施，并且与芯片和 SiC 技术均兼容。
亮点：
交流耦合储能系统广泛采用的基准方案
兼容硅基、混合型或全 SiC 实现方案
支持双向操作，可进行构网型或跟网型控制
实用设计指南：
功率开关：对于约 700 至 1000 V 的直流链路，选择 1200 V 等级；对于约 1100 至 1500 V，选择 1700 V 等级；包括针对过冲和布局寄生效应的裕量
二极管/反并联路径：匹配开关电压等级；优先选择低恢复特性或 SiC 特性以减少损耗和 EMI
模块/PIM：使用集成模块来降低寄生效应，并在高功率下提高散热稳定性
将直流链路电容器放置在靠近开关节点的位置，以最大限度地减小换向回路面积
保持相线布线对称以平衡开关行为
使用过压保护/欠压保护和快速关断路径来应对电网和故障瞬变
验证最坏情况下的直流链路电压、温升和 EMI 合规性
双向 DC-AC 转换器-逆变级 (T-NPC)
方案优势
降低主开关器件的电压应力
与二电平拓扑相比，开关损耗更低
谐波性能提升，dv/dt 降低
非常适合中高功率系统
T 型中性点箝位逆变器是一种三电平 DC-AC 拓扑，常用于交流耦合储能电站中，以提高能效和改善 EMI 性能。通过将输出相电压箝位到直流链路的中点，这种拓扑降低了选定开关上的电压应力，从而可以使用电压更低、开关性能更好的器件。典型的直流链路电压范围为 800 V 至 1100 V，因而 T-NPC 非常适合商业和工业系统。客户采用这种拓扑是为了在能效、复杂性和成本之间取得平衡，同时与二电平方案相比，还能改善供电质量。
亮点：
三电平运行可提高能效并降低 THD
可实现硅基、混合型或 SiC 器件的优化组合
复杂性和性能之间取得良好的平衡
实用设计指南
主电源开关：根据位置选择电压等级；全总线器件通常使用 1200–1700 V 电压，中点器件可能使用 650–750 V 电压
箝位器件：需要减少应力时，选择较低等级的电压；验证不平衡条件
模块/PIM：为便于布局重复和热平衡，优先选择三电平集成模块
栅极驱动器：使用具有精确时序的隔离式驱动器，以避免直通和不平衡
直流链路电容器：确保动态负载下的中点稳定性和电压分配
将中点检测装置靠近电容器分压口放置
保持热回路紧凑，并确保各相布线对称
采用过压/欠压和中性点监测，并具备故障安全关断功能
验证在最坏负载情况下的中点平衡、快速瞬变和 EMI
