【行業背景】

      近年來新能源發電，智能電網，軌道交通，新能源汽車等產業的迅速發展，接入電網的相關電力電子設備越來越多，非線性負荷的大量應用造成的電網內電壓電流諧波畸變問題日趨嚴重。于此同時，隨著城鄉經濟發展，家庭電力負荷急劇增加，末端電壓低，負荷不平衡等無功問題突出。APF(有源電力濾波器)/SVG（靜止無功發生器）作為新一代有源諧波/無功補償設備，得到大量應用。

      隨著產品“高功率密度，低系統成本”的應用需求，模塊化的APF/SVG產品成為發展趨勢，基于NPC I型三電平逐漸成為業內主流的拓撲結構。

      目前主流針對380Vac配網的模塊化APF/SVG的機型按額定補償電流分為：25A，50A，75A，100A，150A。

【系統方案】

方案優勢

      傳統的APF/SVG，采用兩電平IGBT模塊，存在效率低，體積大，成本高的缺點，基于NPC I型的三電平系統方案成為未來發展趨勢，可以帶來以下好處：

• 降低開關系統熱損耗，提高系統效率4-5%
• 提高開關頻率，減小濾波器體積，降低近30%
• 降低系統成本10-20%

系統拓撲

NPC I型三電平APF/SVG系統圖

IGBT模塊選型：英飛凌EasyPACK封裝模塊：F3L100R07W2E3_B11，F3L150R07W2E3_B11 (單管或者并聯)

注：該系列APF/SVG還可選用英飛凌EconoPACKTM4封裝模塊：F3L200R07PE4，F3L300R07PE4，具體參考《50~100kW 380Vac三電平儲能逆變器驅動方案》

驅動挑戰：NPCI型三電平拓撲方案雖然有上述優勢，但是在驅動技術層面存在兩大技術難點：

1，內外管關斷時序問題 任何情況下，外管優先于內管關斷，尤其是在短路故障或者欠壓故障情況下。

2，驅動功率大 為了提高APF高次諧波補償效果，往往需要提高開關頻率（最大可達25kHz），單路驅動功率最大可達2W。

【驅動方案】

針對上述應用場合以及行業痛點，Firstack采用NPC I型三電平專用數字驅動核C-Core， 專門針對EasyPACKTM模塊開發了相應的驅動方案，技術優勢：     智能時序管理OS 解決故障條件下關斷時序問題         4W/20A 強大的驅動能力，最大支持25kHz開關頻率應用 該模組的具體方案資料全部公開，詳見《應用手冊》和《設計資料》， 基于該設計資料，可以縮短工程師近50%的研發周期。