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电力电子变换器宽禁带器件在航空航天电源中的应用技术设计.docx
资料介绍
电力电子变换器宽禁带器件在航空航天电源中的应用技术设计
1 引言
航空航天电源对功率密度、效率和可靠性的要求极高，宽禁带器件在航空航天电源中具有独特的应用优势。SiC MOSFET的高温工作能力（200°C）和抗辐射特性使其在航空航天电源中可省去复杂的冷却系统，GaN HEMT的高频特性使变压器和滤波器体积大幅减小，满足航空航天对体积和重量的严苛要求。航空航天电源的工作环境恶劣，包括高温、低温、真空、振动和辐射等，宽禁带器件的应用需要在这些条件下保持高可靠性。本章将系统阐述宽禁带器件在航空航天电源中的应用技术，包括母线变换器、固态功率控制器和电机驱动等应用，为航空航天电源设计提供系统指导。
2 母线变换器
2.1 高压直流母线变换器
航空航天电源的直流母线电压通常为270 V或540 V（HVDC），SiC MOSFET在高压直流母线变换器中优势明显。SiC MOSFET的1200V耐压等级可覆盖HVDC应用，在270 V母线中，使用1200V SiC MOSFET，在540 V母线中，使用1700V SiC MOSFET。LLC谐振变换器在SiC MOSFET的高频下，变压器体积可减小50%以上，在航空航天电源中，功率密度是关键指标，SiC LLC变换器的功率密度可达10 kW/L以上。
2.2 高温运行
航空航天电源的环境温度可达70~125°C，SiC MOSFET可在200°C结温下工作，在高温环境下，SiC MOSFET的散热要求远低于Si器件。在高温应用中，SiC MOSFET的驱动电路也需要耐高温，驱动IC的选择需满足高温要求，使用高温驱动IC或分立元件驱动电路。
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