大聯大詮鼎攜手Infineon 以固態變壓器打造高效配電新架構

隨著AI資料中心、儲能與電動車充電等應用快速發展，市場對高效率電力轉換的需求持續攀升，傳統工頻變壓器也面臨效率與空間的挑戰。為此，全球領先半導體零組件通路商大聯大控股旗下詮鼎集團攜手英飛凌（Infineon）舉辦「Infineon SST技術與應用解析」線上研討會，聚焦固態變壓器（Solid-State Transformer；SST）的設計與應用，深入解析英飛凌功率元件如何提升系統效率、簡化串接設計，推動SST於資料中心、儲能及電動車充電等領域的創新應用。

大聯大詮鼎集團產品經理陳外華指出，相較於傳統工頻變壓器，SST透過電力電子技術整合電氣隔離、電壓轉換及無功補償等功能，不僅可將系統效率提升至少1%，更可減少30%以上的空間佔用與重量，同時具備快速反應及彈性模組化擴充能力，大幅簡化電能轉換鏈路，提升整體能源使用效率。

資料中心是SST的重要應用場域之一。從早期UPS供電、HVDC主導階段、巴拿馬電源整合優化，到現今的SST，隨著供電架構持續演進，供電效率與系統整合度也不斷提升。作為「能源路由器」，SST具備中壓側高頻隔離的直流或交流介面，可支援局部自治的單向或雙向電力潮流，並整合電能管理、能源管理及故障管理功能，實現發電、儲能與用電單元之間更靈活的電力調度。

從拓撲架構來看，SST主要可分為2-Level、3-Level架構，整體由高壓整流級、隔離轉換級及低壓逆變級三部分組成。其中，高壓整流級多採用串聯H橋（Cascaded H-Bridge；CHB）或模組化多電平轉換器（Modular Multilevel Converter；MMC）。

在中壓側AC/DC級方案中，CHB拓撲採用分散式獨立直流匯流排設計，具備電氣隔離優勢，且元件數量較少、無須橋臂電感，有助於提高功率密度，並可搭配ISOP架構的分散式高頻變壓器，支援旁路降額運轉。雖然無法直接輸出中壓直流，但其控制複雜度適中，且具備優異的總諧波失真（Total Harmonic Distortion；THD）表現，適用於資料中心供電、儲能系統及V2G充電站等應用。

在SST方案設計中，碳化矽（SiC）元件是提升系統效能的關鍵。陳外華表示，相較於傳統矽基元件，碳化矽在能隙、臨界崩潰電場、熱導率及電子飽和漂移速度等特性上具備優勢。針對不同電壓等級的匯流排需求，Infineon提供1,200V、2,000V、2,300V及3,300V的碳化矽元件組合，可減少串聯級數並簡化拓撲架構，進一步提升系統可靠度與功率密度。

在產品方面，Infineon CoolSiC系列提供從分離式元件到功率模組的完整封裝選擇，包括採用TO-247、QDPAK封裝的分離式元件，以及Easy、62mm與XHP系列功率模組，涵蓋不同功率等級的應用需求。其中，Easy系列具備高度彈性與可擴充性，提供高度12mm的無基板封裝組合，並支援特殊應用客製化。目前Easy B系列已進入量產，Easy C與Easy HD3系列亦持續推進，為高壓應用效率提升帶來優化空間。

針對中高功率應用，Infineon 62mm模組已推出1,200V與2,000V兩大產品系列，提供多種導通電阻規格，且均採用半橋拓撲，可依系統需求彈性組合建構複雜電路。在高壓大功率應用方面，XHP系列模組提供2,300V電壓等級，並可選擇銅基板或鋁碳化矽基板以降低熱阻，滿足太陽能逆變器、儲能系統等高功率應用需求。

此外，Infineon亦提供完整的碳化矽MOSFET、碳化矽二極體，以及專為CoolSiC MOSFET設計的閘極驅動器IC，形成從功率元件到驅動控制的完整解決方案，協助客戶建構高效率、高可靠度的SST系統。

「Infineon SST技術與應用解析」線上研討會全程於大聯大旗下「詮鼎大大芯」平台直播，如欲掌握更多SST技術發展與創新應用實例，歡迎線上回看完整研討會內容。