碳化硅功率器件具有损耗低、工作频率高、导热性好、击穿电压高等优点，能够有效提高光伏转换器的转换效率，降低能耗，并提高功率密度。碳化硅器件的这些优势可以将光伏转换器技术推向一个全新的高度。
DC/DC电源转换器
图 1 BOOST 和 BUCK-BOOST 拓扑结构
最常用的拓扑结构 光伏领域常用的DC/DC功率转换器是升压型转换器。如图2所示，升压电路实现了光伏电池的电压升压功能和最大功率点跟踪（MPPT）功能。根据光伏系统的功率大小，它可以采用单路或多路并联的方式工作。
如果要实现太阳能的离线储能功能，可以将升降压转换器连接到电池系统。升降压转换器可以实现双向能量流动，即在用电低谷期为电池充电，在用电高峰期从电池向负载（逆变器）供电，从而实现光伏系统供电的削峰填谷。
光伏逆变器
- 对于低功率逆变器（≤4kW）和光伏逆变器，单相H4变换器是主流拓扑结构。
- 对于中等功率（4-10kW）光伏变频器，单相 HERIC 变频器是主流拓扑方案，H6 拓扑也在使用。
- 对于大功率光伏逆变器，目前主流的电路拓扑结构也是 I 型三电平或 T 型三电平，而两电平逆变器很少使用。
碳化硅器件的出现将改变逆变器拓扑结构的市场格局。
图2 基于SiC/Si的T型三电平逆变器拓扑结构
同样，碳化硅器件的出现显著增强了两电平拓扑结构的优势。开关频率的提高，使得输入侧滤波器尺寸和直流母线电容得以减小。即使是小容量的薄膜电容也能替代大容量的电解电容，从而克服了电解电容寿命短的问题。碳化硅器件的低损耗和耐高温特性，使得散热器尺寸显著缩小。碳化硅MOSFET的低损耗和耐高温特性，使得工作频率的提高能够降低电流纹波并减小滤波器尺寸。 全桥逆变器的PWM调制方式会对共模电流产生影响。为了降低共模电流，两电平光伏逆变器通常采用双极性PWM调制策略。
以25KVA光伏逆变器为例，基于SiC的两电平逆变器（开关频率50kHz）的成本比基于SiC/Si的T型三电平逆变器（开关频率16kHz）低8.8% 。直流母线电容的容值降低了70% ，输出滤波电感的容值降低了40% 。同时，由于功率器件数量的大幅减少，散热更加均匀，从而提高了整机的可靠性，并降低了电路和控制的复杂性。
因此，新型碳化硅功率器件的优势为两电平光伏逆变器带来了整体性能和成本方面的优势，必将改变现有光伏逆变器的格局。碳化硅器件将在光伏发电的功率转换领域得到更广泛的应用。
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