BESS系统设计与安森美功率器件方案

电池储能系统（BESS）在现代能源架构中扮演着关键角色，广泛应用于住宅、商业及公用事业场景。其核心功能包括：实现峰谷电价套利、提供备用电源、整合光伏等可再生能源，以及缓解电动汽车充电对电网的冲击。根据能量耦合方式，BESS主要分为交流耦合与直流耦合两种架构。

在交流耦合系统中，储能逆变器独立于光伏逆变器运行，通过交流母线连接，具备部署灵活、易于改造现有光伏系统的优势。而直流耦合系统则将电池直接接入光伏直流侧，减少AC/DC转换环节，系统效率更高，适用于新建光伏+储能一体化项目。

高效率PCS拓扑与模块化设计

储能系统的核心是功率转换系统（PCS），其效率与可靠性直接影响整体性能。当前主流大功率PCS采用三电平拓扑，如I-NPC（图1）和ANPC（图2）。相比传统两电平结构，三电平拓扑将每个开关器件承受的电压减半，显著降低开关应力、电流纹波与EMI，提升系统效率与功率密度，但对驱动与控制复杂度要求更高。

图 1：三电平 I-NPC 拓扑

图 2：三电平 ANPC 拓扑

为满足高功率需求，安森美推出高性能IGBT电源模块：

NXH800H120L7QDSG：基于QDual3封装（图3）的1200V/800A半桥IGBT模块，具备低导通与开关损耗，适用于ANPC拓扑。通过并联多个模块，可构建输出功率达1.6MW–1.8MW的大型储能系统。

图3

NXH600N105L7F5S1HG：F5BP系列1050V/600A I-NPC模块（图3），热阻较前代降低9%，支持1500V DC系统电压，兼容Si与SiC混合设计，适用于公用事业级直流耦合储能系统。

深圳市中芯巨能电子有限公司现货供应NXH800H120L7QDSG、NXH600N105L7F5S1HG等安森美产品，安森美代理授权，承诺100%原厂原装正品，如需产品规格书、样片测试、采购、BOM配单等需求，请加客服微信：13310830171。24小时采购热线：133-1083-0171。

关键保护：集成DESAT检测的栅极驱动

在高功率PCS中，短路保护至关重要。去饱和（DESAT）检测是防止IGBT因过流损坏的核心机制。安森美NCD57000单通道隔离栅极驱动器集成了DESAT功能，当检测到VCE超过设定阈值时，立即启动软关断（STO）机制，通过内部MOSFET控制栅极电容放电速率，避免高dV/dt导致的电压尖峰与应力集中，提升系统鲁棒性。

该驱动器还具备：

4A/6A拉灌电流能力，支持快速开关；

5 kVrms电气隔离，确保安全；

欠压锁定（UVLO）、有源米勒钳位等多重保护；

适用于Si IGBT与SiC MOSFET。

系统级解决方案支持

安森美提供完整BESS功率方案，涵盖：

分立式SiC MOSFET与IGBT

高集成电源模块

隔离栅极驱动器（如NCD57000）

电源管理控制器

这些器件支持从住宅级小功率系统到兆瓦级商用储能的全场景应用，助力设计高效率、高可靠性储能解决方案。

设计建议

在三电平PCS设计中，应优先选择低热阻模块以提升散热性能，并确保栅极驱动具备快速短路保护能力。对于高电压系统（如1500V DC），推荐采用F5BP等支持高母线电压的模块，以降低系统复杂度与成本。

结论：随着储能需求增长，采用三电平拓扑与高性能功率模块的PCS将成为主流。安森美的模块化产品组合与集成保护技术，为工程师提供了高效、可靠的设计路径。