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Multi-converter Approach to Higher power Density dc-dc Converter for 380 V dc Distribution System

Journal of Energy and power Engineering 2013年第7期7卷 1331-1343页

作者： YusukeHayashi Research and Department of Headquarters NTT Facilities INC. Tokyo 1700004 Japan

Multi-converter approach based on the series and parallel connection topology of modular power converters has been proposed to realize higher power density dc-dc converter. The availability of the proposed approach has been verified through the design consideration and the experiment. The design consideration for two dc-dc converters has been carried out by utilizing the power converter exact loss simulator, and the design parameters to maximize their power densities have been extracted taking the trade-off between the conversion efficiency and the power density into account. The prototypes of a 2,400 W, 256-384 V boost chopper using SiC-MOSFETs and a 300 W, 32-48 V GaN-FETs boost chopper have been also developed based on the design. The SiC chopper achieved the efficiency of 97.8% and the power density of 12,8 W/cm3, and the GaN chopper accomplished 98.9% and 18.6 W/cm3 in the experiment. These results show the validity of the design and the availability of the proposed approach. The multi-converter approach enables the cost reduction of the modular power converters, and contributes to realizing the widespread use of power electronics converters in the future 380 V dc distribution system.

关键词： dc distribution system dc power supply dc-dc converter power density silicon carbide gallium nitride.

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