高功率密度直直變換器的研究.pdf

1、隨著航空供電技術的發(fā)展，對于航空靜止變流器的功率密度、效率、動態(tài)電氣性能的要求也進一步提高。本文主要以靜止變流器前級DC/DC模塊為研究對象，分別從拓撲和功率器件的角度設計高效率高功率密度的DC/DC變換器。
　　DC/DC變換器的拓撲很多，各有優(yōu)缺點。其中LLC諧振變換器不僅能夠實現(xiàn)原邊開關管的ZVS，還可以實現(xiàn)副邊整流二極管的ZCS，是高功率密度變換器的理想拓撲，近年來已成為研究熱點。其次功率半導體器件也在不斷發(fā)展，硅功率MO

2、SFET器件自1976年出現(xiàn)以來經(jīng)過三十多年的發(fā)展特性基本達到硅材料的極限，難以進一步實現(xiàn)開關電源高效率、高功率密度的要求。第三代半導體功率器件GaN因其開關速度快、導通電阻小、驅動損耗小、體積小等優(yōu)越特性使得變換器兼顧高效率、高功率密度再次成為可能。本文首先分析了全橋LLC諧振變換器的工作原理和增益特性，根據(jù)LLC電路設計方法，分別設計制作了基于Si器件和GaN器件全橋LLC變換器原理樣機。針對LLC變換器輸出短路限流困難的問題，本文

3、提出了一種高頻瞬態(tài)限流加電流環(huán)穩(wěn)態(tài)限流方法，本文又研究分析五元素諧振方案實現(xiàn)輸出短路限流，仿真和實驗驗證了其可行性。其次本文分析了高頻條件下副邊二極管寄生電容和變壓器寄生電容對LLC變換器工作的影響，通過仿真驗證了理論分析的正確性，表明寄生電容使諧振電流發(fā)生畸變，畸變的諧振電流會影響開關管漏源電壓的波形，從而影響開關管軟開關的實現(xiàn)。因此本文提出減小寄生電容的方法，并且實驗驗證了理論和仿真分析的正確性。
　　為了更好地應用GaN晶體