全桥DC-DC变换器中SiC器件损耗分析

摘要：

目前以碳化硅(SiC)MOSFET为代表的第三代宽禁带半导体有着高工作频率、低开关损耗、耐热性高等优点,可以有效地降低DC/DC变换器的整体损耗,提升电能转换效率.在以金属氧化物半导体场效晶体管(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor,MOSFET)和绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)作为开关器件的全桥DC-DC变换器中,软开关技术的使用虽然会导致循环电流和较大的电流纹波,产生额外的损耗,但一般该损耗远低于开关损耗,可以有效降低变换器整体损耗.但对于SiC MOSFET全桥DC-DC变换器,碳化硅器件的开关损耗很低,可能会低于软开关技术的额外损耗,因此软开关技术在SiC MOSFET中的有效性面临挑战.采用英飞凌官方提供的型号为IMZA120R014M1H的SiC MOSFET的PLECS热仿真模型,对其在全桥DC-DC变换器中的软开关和硬开关损耗进行了全面的仿真实验和分析,以探究软开关技术在SiC MOSFET全桥DC-DC变换器中的有效性,同时提供一种变换器开关损耗和总体损耗研究的方法.实验结果表明,在100 kHz的SiC MOSFET主流工作频率下,软开关的开关损耗和总体损耗仍旧远低于硬开关,软开关技术在基于SiC器件的全桥DC-DC变换器中仍旧具有重要的作用和意义.

关键词：SiC MOSFET、开关损耗、软开关、DC-DC变换器

所属期刊栏目：23

分类号：TM133(电工基础理论)

资助基金：教育部卓越工程师教育培养计划项目产学合作协同育人项目;河北省重点研发计划

在线出版日期：2023-10-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：11216-11223