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[IEEE 2018年能源转换大会暨博览会（ECCE）- 美国俄勒冈州波特兰市（2018.9.23-2018.9.27）] 2018年IEEE能源转换大会暨博览会（ECCE）- 10千瓦高效紧凑型氮化镓基直流/直流变换器设计
摘要： 氮化镓高电子迁移率晶体管（HEMT）在电源转换器设计中展现出相对于硅器件的显著优势，包括高开关速度、无反向恢复损耗、高开关频率和紧凑封装。这有助于构建高效且高功率密度的10千瓦LLC谐振转换器。本文提出了一种采用两个并联的650V/60A增强型GaN HEMT的开关单元，包含布局设计和热管理方案。该开关单元分别应用于转换器的原边和副边。同时介绍了一种集成高频利兹线变压器及其优化过程。通过采用基于GaN的开关单元和利兹线变压器的三维封装结构，该转换器在满功率下实现97.9%的峰值效率及131瓦/立方英寸（8千瓦/升）的功率密度。
关键词： 氮化镓（GaN）、利兹线、LLC谐振变换器、变压器、直流/直流变换器
更新于2025-09-04 15:30:14
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[2018年IEEE第六届宽禁带功率器件与应用研讨会（WiPDA） - 美国佐治亚州亚特兰大（2018.10.31-2018.11.2）] 2018年IEEE第六届宽禁带功率器件与应用研讨会（WiPDA） - 基于硅与碳化硅开关的22kHz与85kHz 50kW电动汽车无线充电系统对比研究
摘要： 交通运输应用中的快速充电需要高功率（>50千瓦）运行。为满足高功率需求，无线充电系统（WCS）的整体尺寸必须增大，这导致高功率系统产生更多电磁?。‥MF）辐射。虽然更高工作频率（85千赫兹）能减小电感器和电容器的尺寸，但系统损耗往往随之增加。传统上，高功率系统研究聚焦于10千赫兹至22千赫兹的运行范围，以降低转换器中的开关损耗以及功率垫中的传导和磁损耗。采用碳化硅MOSFET器件即便在更高频率下也能减少转换器的传导和开关损耗。本文针对50千瓦无线充电系统，全面对比分析了碳化硅MOSFET与硅MOSFET转换器在85千赫兹和22千赫兹工况下的损耗情况。通过解析法比较了随频率变化的详细性能指标，并利用有限元分析和PLECS软件进行验证。这项系统性研究表明：切换至85千赫兹后，磁损耗可显著降低，且电磁场辐射量能减少50%。此外，该系统在85千赫兹下铜材用量减少50%，初级和次级滤波电容尺寸也大幅缩小。结果显示，采用碳化硅MOSFET转换器时，85千赫兹运行的系统效率比22千赫兹工况提升21%。
关键词： 感应充电、铁损、利兹线、屏蔽损耗、电磁干扰抑制
更新于2025-09-04 15:30:14