基于GaN器件的高功率密度LLC谐振变换器的研究

论文摘要

随着信息技术、计算机技术、5G商业应用、大数据中心建设的迅猛发展,对高功率、高效率的通信电源存在巨大需求。氮化镓(Gallium nitride)器件具有高开关速度、低导通电阻、无反向恢复损耗等特点;LLC谐振拓扑可以实现原边功率管零电压导通、整流管零电流关断,将二者结合可以在高效率前提下进一步提高开关频率,提升功率密度。本文针对5G基站通信电源扩容中对高功率、高效率、高密度单模块电源的需求,通过原边功率管ZVS、功率器件损耗条件对谐振腔参数L_n、Q进行优化设计,结合最新高频同步整流驱动芯片NCP4305和平面变压器技术,采用全氮化镓器件作为功率管,设计并制作了一款560W,300V输入、37.5V输出的LLC谐振变换器原理样机。功率密度达到13.1W/cm~3,最高效率可达到94.48%,实验验证了设计方案的正确性。

论文目录

• 1 引言
• 2 LLC谐振变换器工作过程与增益特性
•   2.1 工作过程分析
•   2.2 增益特性
• 3 谐振参数优化选择
•   3.1 原边功率管ZVS
•     3.1.1 最大Ln条件
•     3.1.2 最大Q条件
•   3.2 最小功率器件损耗
• 4 LLC谐振变换器优化设计
•   4.1 同步整流
•   4.2 平面变压器
•     4.2.1 磁心设计
•     4.2.2 变压器绕组设计
• 5 实验结果与分析
• 6 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 魏小富,陈神炀,朱宏铿,杨旭,郭翔

关键词: 谐振变换器,高功率密度,氮化镓,同步整流

来源: 电工电能新技术 2019年08期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑

专业: 电力工业

单位: 西安交通大学电气工程学院,合肥华耀电子工业有限公司

基金: 中国博士后基金(2018M643647),国家博士后创新人才支持计划(BX201800004)

分类号: TM46

页码: 63-70

总页数: 8

文件大小: 501K

下载量: 523