倾佳电子固态变压器供应链事业部

倾佳电子（Changer Tech）面向未来智能电网的SST固态变压器核心解决方案

1. 方案背景：电网架构的数字化重构
随着“双碳”目标的推进，传统电力系统正面临前所未有的挑战。分布式可再生能源（光伏、风能）的高比例接入、电动汽车（EV）大功率充电设施的普及，以及直流微网的兴起，使得基于工频（50/60Hz）磁性材料的传统变压器日益显得笨重且功能单一。

固态变压器（Solid State Transformer, SST），又称电力电子变压器（PET），被视为能源互联网的“路由器”。它不仅能实现电压等级变换和电气隔离，更具备潮流控制、无功补偿、交直流混合接口等高级功能。然而，SST商业化的最大瓶颈在于高压大功率下的转换效率与功率密度。

深圳倾佳电子（Changer Tech） 依托在宽禁带半导体领域的深厚积累，联合基本半导体（BASiC Semiconductor） ，推出基于高性能碳化硅（SiC）MOSFET的SST核心功率器件解决方案，旨在突破传统硅基器件的性能天花板，助力客户构建体积更小、效率更高、更智能的下一代电力枢纽。

2. SST技术架构与挑战
SST并非简单的变压器替代品，而是一个复杂的电力电子变换系统。典型的三相SST通常采用级联H桥（CHB） 或 模块化多电平（MMC） 架构来实现中高压接入。

其核心拓扑通常包含三个级联部分：

高压AC/DC级（整流级）： 将工频高压交流电转换为高压直流电，并进行功率因数校正（PFC）。
DC/DC隔离级（变换级）： 这是SST的心脏，通常采用双有源桥（Dual Active Bridge, DAB） 或 CLLC谐振变换器，利用中频/高频变压器实现电气隔离和电压调节。
低压DC/AC级（逆变级）： 将直流电逆变为低压交流电供给负载，或直接输出直流（DC link）供快充站使用。
核心痛点
开关损耗： 传统硅IGBT受限于开关速度，通常工作在几kHz，导致被动元件（变压器、电容）体积庞大。若强行提高频率，开关损耗将呈指数级上升，导致散热系统极其复杂。
耐压与可靠性： 直接接入配电网（如10kV/35kV）需要器件具备极高的耐压能力或采用多级串联，增加了控制复杂度和系统成本。
3. 倾佳电子 SiC 赋能方案
倾佳电子提出的解决方案，核心策略是**“以SiC的高频优势换取体积优势，以SiC的低损耗优势换取系统效率”**。我们推荐在SST的关键功率级（特别是高频隔离DC/DC级）全面采用基本半导体（BASiC）的第三代SiC MOSFET。

3.1 核心器件选型策略
针对SST的不同级联模块，我们提供以下针对性配置：

A. 针对高压侧 AC/DC 级联H桥单元

推荐产品： BASiC 1200V / 1700V SiC MOSFET/ 3300V SiC MOSFET

技术优势：

超低导通电阻（Rds(on)）： 显著降低大电流下的导通损耗。
高耐压余量： 1700V器件使得级联模块数量减少，简化了复杂的均压控制逻辑，提升了系统可靠性。
B. 针对核心 DC/DC 隔离级（DAB/CLLC）

这是SiC发挥决定性作用的战场。DAB变换器需要实现零电压开通（ZVS），SiC MOSFET在此处具有不可替代的优势。

推荐产品： BASiC 第二代/第三代 SiC MOSFET (Low Qrr系列)

方案价值：

高频化（20kHz - 100kHz+）： 相比硅IGBT，SiC允许将开关频率提升5-10倍。根据电磁感应定律 E=4.44fNΦ 
m

 ，频率 f 的提升意味着高频变压器的磁芯体积可缩小80%以上，从而实现SST的功率密度突破 2.5kW/L 甚至更高。
极低的反向恢复电荷（Qrr）： 在DAB拓扑中，体二极管的性能至关重要。SiC MOSFET的体二极管Qrr仅为同级硅器件的1/10，极大地降低了死区时间的硬开关风险，提升了轻载效率。
3.2 智能栅极驱动配套
SiC的高dv/dt特性虽然降低了损耗，但也带来了EMI干扰和误导通风险。倾佳电子提供配套的智能栅极驱动解决方案，具备米勒钳位（Miller Clamp）和快速短路保护（Desat Protection）功能，确保SiC器件在SST复杂的电磁环境下稳定运行。

4. 方案优势总结
采用倾佳电子提供的BASiC SiC功率器件解决方案，客户设计的SST产品将获得以下核心竞争力：

体积与重量锐减： 得益于高频化设计，SST不再需要笨重的工频变压器油箱，体积仅为传统变压器的1/3，重量仅为1/5，极大降低了运输和安装成本（特别适用于海上风电、机车牵引等对重量敏感的场景）。
系统效率提升： 即使在多级变换结构下，得益于SiC的极低开关损耗，系统峰值效率仍可维持在98%以上。
直流源生支持： 方案天然支持中压直挂，可直接引出750V/1500V直流母线，完美对接电动汽车超级充电站（XFC）和大型储能系统（ESS），省去了额外的AC/DC转换环节，进一步提效。
模块化与可维护性： 基于SiC的功率模块（PEBB）标准化设计，使得SST具备积木式的扩展能力，维护只需更换模块而非整机。
5. 目标应用场景
电动汽车超充站： 直接从中压配电网取电，通过SST输出直流，无需传统的“工频变压器+整流柜”模式，大幅节省占地面积。
数据中心（Data Centers）： 替代传统UPS和配电变压器，实现高压直流（HVDC）直供，提升供电链路效率。
交直流混合微网： 作为微网的核心能量路由器，灵活调度光伏、风电与储能之间的能量流动。
6. 结语
在电力电子技术向高频、高压、高密度演进的浪潮中，倾佳电子（Changer Tech） 始终坚定地认为，碳化硅（SiC）是解锁固态变压器商业化潜力的唯一钥匙。

我们不仅仅提供一颗芯片，而是提供从器件选型、热管理建议到驱动电路优化的全链路支持。通过引入基本半导体BASiC Semiconductor的先进SiC技术，我们将协助客户重新定义变压器，让电网更加轻盈、智能。