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[2018年IEEE第18届国际电力电子与运动控制会议(PEMC) - 匈牙利布达佩斯(2018.8.26-2018.8.30)] 2018年IEEE第18届国际电力电子与运动控制会议(PEMC) - 面向插电式电动汽车的新型通用两相SiC-GaN基直流-直流转换器控制器设计

DOI：10.1109/EPEPEMC.2018.8521884 出版年份：2018 更新时间：2025-09-10 09:29:36
摘要： 碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）等宽禁带（WBG）半导体技术正在取代功率开关转换器中的硅（Si）MOSFET和IGBT。在硬开关应用中，由于氮化镓具有更低的开关功率损耗而更具吸引力。插电式电动汽车（PEV）电机驱动的直流-直流功率?？楣β实燃斗段?0-150千瓦，而氮化镓的功率等级尚未达到如此之高?；诹较嗵蓟?氮化镓的转换器可以满足所需功率，实现宽禁带技术的优势，同时避免多相且相数较高的转换器的复杂性。为获得最大效率，功率分配并不对称。因此，本文考虑采用级联控制器来控制全方向通用转换器：驱动/插电、升压/降压模式。仿真结果证明该控制器在所有工作模式下均具有令人满意的性能。
作者： Milad Moradpour，Gianluca Gatto
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

为插电式电动汽车设计一种新型通用两相碳化硅-氮化镓基直流-直流变换器的级联控制器，旨在控制变换器在所有工作模式（驱动/插电、升压/降压模式）下的运行，并通过非对称功率分配实现最大效率。

研究成果

所提出的通用两相SiC-GaN基直流-直流转换器级联控制方案在所有工作模式下均表现出优异性能：无稳态误差、电感电流无超调、快速稳定时间以及相位间合理的电流分配。该方案实现了氮化镓晶体管的最大利用率，并将开关功率损耗降至最低。

研究不足

氮化镓半导体的额定功率有限，这限制了其仅适用于中等功率应用。采用两相拓扑结构可避免多相数多相转换器的复杂性，但可能限制其在更高功率应用中的可扩展性。

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