新型碳化硅器件LLC諧振變換器的研究.pdf

1、本文以電動(dòng)汽車(chē)充電樁充電電源系統(tǒng)為應(yīng)用背景，設(shè)計(jì)了高頻率、高效率、低損耗的新型碳化硅器件LLC諧振變換器，該變換器可以應(yīng)用于充電樁的充電電源模塊。首先對(duì)比分析不同電路結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)，選用LLC諧振變換器，應(yīng)用其電路拓?fù)浜?jiǎn)便、開(kāi)關(guān)頻率高、功率密度高等特性。之后詳細(xì)探討LLC諧振變換器在不同工作頻率下的工作原理及工作過(guò)程，選取合適的工作頻率范圍，并研究得出變換器實(shí)現(xiàn)軟開(kāi)關(guān)技術(shù)的兩個(gè)必要條件。通過(guò)學(xué)習(xí)一次諧波近似原理，探究LLC諧振變換器的FH

2、A等效電路，提出可靠有效的LLC諧振變換器參數(shù)設(shè)計(jì)方案，并深入探討了不同參數(shù)的取值對(duì)變換器性能的影響。
　　在高頻化的應(yīng)用情況下，LLC諧振變換器的開(kāi)關(guān)應(yīng)力及損耗問(wèn)題日益凸顯出來(lái)。圍繞如何提高功率密度的同時(shí)減小開(kāi)關(guān)應(yīng)力、開(kāi)關(guān)損耗和提高電能轉(zhuǎn)換效率等問(wèn)題，提出了許多新技術(shù)。其中，軟開(kāi)關(guān)技術(shù)的應(yīng)用最為突出。另一方面，從電力電子器件著手，相比于硅半導(dǎo)體器件，寬禁帶半導(dǎo)體電力電子器件具有高工作頻率、高阻斷電壓以及很強(qiáng)的高工作溫度承受能力，

3、同時(shí)又具有更低的開(kāi)關(guān)損耗和通態(tài)電阻的優(yōu)勢(shì)，在變換器上必然會(huì)呈現(xiàn)其巨大的應(yīng)用潛力。
　　在寬禁帶半導(dǎo)體電力電子器件中以新型碳化硅器件為代表，本文結(jié)合新型碳化硅器件，探究其靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性，選取額定功率相近的SiC器件和Si器件，進(jìn)行性能分析及比較，同時(shí)搭建雙脈沖測(cè)試電路仿真模型，進(jìn)行仿真測(cè)試并給出驗(yàn)證結(jié)果，總結(jié)出在高溫、高壓和高頻的電力電子應(yīng)用領(lǐng)域中，SiC器件不可比擬的優(yōu)越特性、應(yīng)用優(yōu)勢(shì)和發(fā)展?jié)摿Α?br>　　本文將SiC MO

4、SFET、SiC SBD分別作為主開(kāi)關(guān)管與整流二極管用于LLC諧振變換器中。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求，確定了基于SiC器件LLC諧振變換器的參數(shù)，同時(shí)依據(jù)SiC MOSFET的開(kāi)關(guān)特性設(shè)計(jì)出SiC MOSFET的控制電路與驅(qū)動(dòng)電路，繪制相應(yīng)的電路原理圖。最后，在LTspice仿真軟件中搭建變換器仿真模型并制作電路板進(jìn)行測(cè)試實(shí)驗(yàn)，結(jié)果驗(yàn)證了理論研究的正確性與參數(shù)設(shè)計(jì)方案的可行性。綜合考慮實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題，對(duì)LLC諧振變換器做損耗分析，采用不同的SiC