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电力电子变换器宽禁带器件的高频辅助电源设计技术.docx
资料介绍
电力电子变换器宽禁带器件的高频辅助电源设计技术
1 引言
辅助电源是电力电子变换器中为控制电路、驱动电路和采样电路供电的关键组件，宽禁带器件的应用对辅助电源提出了更高的要求。SiC MOSFET的驱动需要+15~+20 V和-3~-5 V的隔离电源，GaN HEMT的驱动需要+5~+6 V和-3~-5 V的隔离电源，且驱动电源的隔离耐压需满足高压侧的要求。驱动电源的功率通常在1~10 W范围内，但需要多路隔离输出，且输出纹波和噪声需满足驱动IC的要求。在宽禁带器件的高频变换器中，辅助电源也需要高频化，减小变压器体积，提高功率密度。本章将系统阐述宽禁带器件的高频辅助电源设计技术，包括拓扑选择、变压器设计、隔离设计和EMI控制，为宽禁带变换器的辅助电源设计提供系统指导。
2 辅助电源拓扑
2.1 反激变换器
反激变换器是辅助电源最常用的拓扑，结构简单，可提供多路隔离输出，在宽禁带变换器中，反激变换器可在100 kHz~1 MHz开关频率下工作。SiC MOSFET在反激变换器中的应用，使用SiC MOSFET作为主开关管，开关频率200~500 kHz，变压器体积小，效率高。GaN HEMT在反激变换器中的应用，使用GaN HEMT作为主开关管，开关频率1~5 MHz，变压器体积可进一步减小，适用于高功率密度辅助电源。
2.2 多路输出设计
驱动电源需要多路隔离输出，每路输出驱动一颗功率器件。多路输出反激变换器的设计要点：各路输出通过独立绕组提供，各绕组的匝数根据输出电压要求确定，在SiC MOSFET驱动中，每路输出提供+18 V和-5 V；交叉调整率，在多路输出中，负载变化时各路输出电压的变化应尽可能小，使用耦合电感或后级稳压电路改善交叉调整率。
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