基于GaN器件大功率双向DC/DC变换器的设计与仿真

作     者：刘晓悦 白尚维 陈瑞 LIU Xiao-yue;BAI Shang-wei;CHEN Rui

作者机构：华北理工大学电气工程学院河北唐山063210 

出 版 物：《电源技术》 (Chinese Journal of Power Sources)

年 卷 期：2021年第45卷第1期

页      面：96-100页

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金(51574102) 国家自然科学基金(51474086) 河北省自然科学基金和重点基础研究专项(E2019209492) 

主　　题：双向DC/DC变换器 软开关 大功率 电气隔离 GaN器件 

摘      要：介绍了一种新的高功率双向隔离式DC/DC变换器作为高功率转换系统的主要电路。DC/DC变换器使用基于氮化镓(GaN)的功率开关器件。对10 kWGaN大功率DC/DC变换器的拓扑结构进行了优化、参数化和分析,并通过仿真和实验验证了其有效性。它由使用新型的GaN晶体管组成的两个单相全桥电路、两个输入/输出电感和一个高频变压器组成。变压器在实现两个全桥变换器之间的电气隔离方面起着至关重要的作用。使用MATLAB仿真软件对10 kW的变换器进行了建模。MATLAB仿真结果验证了变换器的性能适合于高功率应用并能实现轻负载条件下的零电压开通(ZVS)和零电流关断(ZCS)。然后,设计了一个10 kW的实验原型,以验证所设计拓扑的有效性。