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关键词： 碳化硅MOSFET   全桥LLC变换器   电压增益曲线   MathCAD  

摘要： 第三代半导体碳化硅MOSFET具有高耐压、低导通以及开关频率高等优点,结合全桥LLC谐振变换器效率高、全范围软开关、损耗低等特点,两者在功率变换器中的应用越来越多。分析全桥LLC的工作原理和增益特性,结合MathCAD辅助计算,给出了一套全桥LLC谐振变换器的设计方法,并设计出一套20 kW基于碳化硅MOSFET的全桥LLC谐振电源,通过PSIM验证了设计的正确性。

关键词： SiC MOSFET   驱动电路   数字信号处理器  

摘要： 由于SiC MOSFET开关速度较快,不能用普通Si MOSFET的栅极驱动电路来驱动。设计一种基于F28335的SiC MOSFET栅极驱动电路,利用键盘调节F28335输出PWM信号的频率、占空比、死区和移相值,并在LCM12864液晶屏上实时显示调节值。将PWM信号作为SiC MOSFET栅极驱动电路输入信号应用于驱动电路,从而实现对SiC MOSFET通断控制。实验结果表明:相比于Si MOSFET栅极驱动电路而言,所提出的基于F28335的SiC MOSFET栅极驱动电路操作方便,体积小,稳定性好。

关键词： 不间断电源系统   高开关频率   工业电源   MOSFET   应用场景   耐高压   充电桩   碳中和  

摘要： 电力电子产业未来的发展趋势之一便是使用更高的开关频率以获得更紧密的系统设计,而杳高开关频率高功率的应用中,SiC器件优势观显,这就便得SiCMOSFET在5G基站、工业电源、光伏、充电桩、不间断电源系统以及能源储存等应用场景中的需求不断提升。SiC MOSFET的特性更好的耐高温与耐高压特性基于SiC材料的器件拥有比传统Si材料制品更好的耐高温耐高压特性。

关键词： 动态拥挤度排序策略   动态精英受控NSGA-Ⅱ算法   复合电源   参数多目标优化  

摘要： 为了降低电动汽车复合电源初始成本、更换成本及电耗,提出了基于动态精英受控NSGA-Ⅱ算法的参数优化方法。对研究对象的复合电源连接方式进行了介绍,制定了车辆能量管理方法。以降低复合电源成本和电耗为目标,建立了复合电源参数的多目标优化模型。在NSGA-Ⅱ算法中引入了动态拥挤度排序策略,可以有效提高基因多样性,从而提出了动态精英受控NSGA-Ⅱ算法的模型求解方法。在UDDS循环工况下对复合电源参数进行优化,与NSGA-Ⅱ算法优化结果比,动态精英受控NSGA-Ⅱ算法优化结果的锂电池和超级电容放电深度更低、制动能量回收量和电池放电效率更高,有效降低了复合电源成本和电耗。

关键词： 碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管   短路特性   源极电感检测法   短路保护  

摘要： 碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管(SiCMOSFET)凭借高工作温度、高开关频率和低导通损耗等优点,被广泛应用于高压、高温和高工作频率场合,但SiCMOSFET的短路耐受时间较小,仅为2~5μs,这对SiCMOSFET的短路保护电路提出了更高的要求。首先总结分析SiCMOSFET短路故障特性,然后基于源极电感检测法设计一款SiCMOSFET短路保护电路并简要分析其工作原理,最后搭建实验平台进行实验验证。实验结果表明,所设计的短路保护电路结构简单,当SiCMOSFET发生硬开关短路故障或负载短路故障时,保护电路能够在故障发生的1μs内关断器件,保证器件的安全运行。

关键词： 低导通电阻   芯片封装   寄生参数   新能源汽车   并联均流   自对准   MOSFET   拓扑结构  

摘要： 南京电子器件研究所自主研发了基于自对准沟道的低导通电阻SiC MOSFET技术,采用6英寸SiC MOSEET工艺平台,研制出1 200V,25mΩ SiC MOSFET大容量芯片,图1(a)为晶圆图片。攻克子多芯片并联均流设计、低寄生参数封装等关键技术,研制出一款新能源汽车用1 200V/600 A SiC功率模块,如图1(b)所示。该款模块由48颗SiC MOSFET芯片封装组成,采用Pin-fin直接水冷结构,三相全桥拓扑结构。

关键词： SiC MOSFET   零电压开关   无线充电   关断瞬态电流   关断能量损耗   补偿网络  

摘要： SiC MOSFET的关断特性是无线充电系统传输效率和电应力研究的主要内容之一,对系统的安全、高效运行具有重要意义。首先,针对无线充电系统中考虑高次谐波的关断瞬态电流进行建模,并基于数据手册建立SiC MOSFET的关断能量损耗模型;其次,通过计算和仿真验证关断瞬态电流求解的正确性,探讨了关断瞬态电流、关断能量损耗与直流母线电压和输出功率的关系;最后,搭建1 kW LCC-S补偿的基于SiC MOSFET的无线充电系统进行实验验证,结果证明在全输出功率范围内,应用于无线充电系统的SiC MOSFET具有恒关断电流和恒关断损耗的特性。

关键词： 支路电流法   回路电流法   节点电压法   教学设计  

摘要： 电路分析教学中,求解电路的基本方法一般有支路电流法、回路电流法、节点电压法等,对于不同的电路三种求解方法各具优劣。文章针对电路基本分析方法教学过程中的教学设计、教学方法进行了详细阐述,并在求解方法的讲解过程中避开一些不易于理解的参数。对教师厘清教学思路、学生尽快理解这三种求解方法具有一定帮助作用。

关键词： SiC MOSFET   Si IGBT   逆变器   回路电感   功率密度  

摘要： 三相全桥逆变器广泛应用于各个领域,特别是轨道交通的牵引变流器系统和辅助变流器系统。利用新一代功率半导体器件如碳化硅(SiC)提升功率密度,使三相逆变器向小型化、轻量化的方向发展。采用SiC MOSFET以减小主回路电感的设计为优化目标,研制了用于城轨辅助变流的新型逆变器样机,与原有的Si IGBT逆变器进行了结构与电气性能的对比。理论分析和试验测试的结果表明,该逆变器样机的最大输出功率可达132 kW,此时逆变器样机的功率密度相应为1.49 kW/dm^(3)或3.64 kW/kg。

关键词： 直流电源变换器   集成电路   矿用架线电机车   MOSFET   IGBT  

摘要： 传统矿用架线电机车用电设备主要采用SCR直流电源变换器,但该变换器安全性较差且运行性能一般,已不能满足大规模集成电路的应用需求,因此对采用MOSFET或IGBT的新型架线电机车用直流电源变换器进行了研究,介绍了其主要应用场合、工作原理、设备参数,分析了PWM集成芯片、半桥变换器电路和保护电路的基本原理。