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Höherer Wirkungsgrad bei der Solarenergiegewinnung durch fortschrittliche MOSFETs

Solarenergie ist ein großes Geschäft. Die Nachfrage nach Solarzellen steigt und damit auch der Bedarf an immer kompakterer und effizienterer Elektronik, um jedes mögliche Milliwatt an Sonnenenergie in Elektrizität umzuwandeln.

Fotovoltaik-Wechselrichter wandeln den in den Solarzellen produzierten Gleichstrom in Wechselstrom für die Netzspannung und -frequenz vor Ort um. Der Strom wird direkt in das Versorgungsnetz gespeist oder versorgt eine netzunabhängige Anlage. Micro-Wechselrichter, die an nur eine Solarzelle angeschlossen werden, stehen ebenfalls zur Verfügung. Sie stellen sicher, dass eine reduzierte Leistungsabgabe eines Panels (durch Schatten oder Schnee) die Leistungsabgabe der gesamten Anordnung nicht unverhältnismäßig beeinträchtigt.

Entwickler der Wechselrichter müssen die scheinbar widersprüchlichen Anforderungen höhere Leistungsfähigkeit und minimale Verluste sowie kompakte Formfaktoren und hohe Zuverlässigkeit miteinander vereinen.

Leistungs-MOSFETs sind die bevorzugten Schalter für Wechselrichter, da sie sich einfach ansteuern lassen und ein effizientes Schalten bei hohen Spannungen und Frequenzen unterstützen Mit einer Nennspannung von 600 und 650V bieten sie genügend Spielraum, um bei Störspannungsspitzen bzw. Transienten mit hohen Spannungen sicher zu arbeiten.

Leistungs-MOSFETs bestehen aus einer integrierten Diode. Um Schaltverluste zu minimieren und den Gesamtwirkungsgrad zu erhöhen, sind je nach Schaltkreistopologie Fast-Recovery-Dioden (FRDs) erforderlich. Sie zeichnen sich vor allem durch ihre kurzen Sperrverzögerungszeiten (trr) aus. MOSFETs mit integrierter FRD verringern die Bauteilanzahl, sparen Platz, vereinfachen das Design und optimieren die Lagerhaltung.

MOSFETs mit integrierten FRDs stehen in verschiedenen Gehäusevarianten zur Verfügung. Sie bieten eine trr von nur 100ns (im Vergleich zu 280ns einer Standardversion) und einen RDS(ON) von nur 0,23Ω.

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