AI電力系統革命 大聯大詮鼎攜英飛凌搶SST商機

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。大聯大 (3702-TW) 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，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% 以上的空間占用與重量，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，英飛凌 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，英飛凌 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，英飛凌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。