隨著國內(nèi)外電動汽車產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展,車載充電機技術(shù)發(fā)展為電動汽車的普及起到了重要的推動作用,高效率、小型化的車載充電機技術(shù)正成為研究熱點。基于單相家用供電系統(tǒng)的車載充電機,其高效率功率因數(shù)校正、高效率DC-DC變換和整機小型化是車載充電機設(shè)計中需要解決的關(guān)鍵問題,目前,車載充電機拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中多采用傳統(tǒng)Si MOSFET作為開關(guān)管,這限制了車載充電機的工作頻率及效率。因此,本文針對基于新型GaN器件的兩級式高效率電動汽車車載充電機進行了以下研究�；贕aN器件的兩級式車載充電機由前級PFC和后級DC-DC變換器構(gòu)成。前級PFC變換器設(shè)計采用基于GaN器件的圖騰柱無橋PFC電路拓?fù)?以GaN器件作為高頻橋臂開關(guān)管解決了采用傳統(tǒng)Si MOSFET開關(guān)管無法使變換器工作在電感電流CCM模式問題,提高了變換器的功率等級。設(shè)計了以單周期控制芯片IR1150為主控芯片的全硬件控制電路,采用同步整流器型控制方式,實現(xiàn)了高頻橋臂開關(guān)管的同步整流器型互補驅(qū)動控制,使GaN器件在有柵極正向驅(qū)動電壓條件下反向?qū)ɡm(xù)流,降低了GaN器件的反向?qū)▔航?進一步提高了圖騰柱無橋PFC的效率。通過PSIM仿真軟件對電路拓... 

【文章來源】：遼寧工業(yè)大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

平面型GaN器件Fig.2.10PlanarGaNdevice

ascade 級聯(lián)型 GaN FETCascade GaN FET equiv輸入特性實際上就是 的驅(qū)動電平兼容，這 FET 應(yīng)用不便的同時望的參數(shù)。不過， 優(yōu)異很多，因此在GaN FET。在柵極與 AlGaN 阻示。當(dāng)柵極電壓為電子層，使漏極到aN 與 GaN 緩沖層GaN FET 進入導(dǎo)通

Fig. 2.11 Cascade GaN FET equivalent circuitCascade 級聯(lián)型 GaN FET 的輸入特性實際上就是低壓硅 MOSFET 的輸入特性，因此驅(qū)動電平與現(xiàn)有的硅 MOSFET 的驅(qū)動電平兼容，這是 Cascade 級聯(lián)型的最大優(yōu)點。但是這種結(jié)構(gòu)在解決常導(dǎo)通型 GaN FET 應(yīng)用不便的同時也引入了低壓硅 MOSFET 寄生體二極管的反向恢復(fù)特性，這是不希望的參數(shù)。不過，低壓硅 MOSFET 的寄生二極管反向恢復(fù)特性相對高壓硅 MOSFET 優(yōu)異很多，因此在一般應(yīng)用條件下是可以接受的，這種結(jié)構(gòu)也構(gòu)成了最初的常關(guān)斷型 GaN FET。（2）增強型 GaN FET增強型 GaN FET 結(jié)構(gòu)是通過在柵極與 AlGaN 阻擋層之間加入 P-GaN 方式實現(xiàn)的，增強型 GaN FET 結(jié)構(gòu)如圖 2.12 所示。當(dāng)柵極電壓為零電壓或負(fù)電壓時，P-GaN 與 GaN緩沖層構(gòu)成勢壘，阻斷了二維自由電子層，使漏極到源極之間處于阻斷狀態(tài)；當(dāng)柵極驅(qū)動電壓高于正向?qū)ㄩ撝禃r，P-GaN 與 GaN 緩沖層構(gòu)成的勢壘消失，漏極到源極之間的二維自由電子層導(dǎo)電通道恢復(fù)，GaN FET 進入導(dǎo)通狀態(tài)。


本文編號：3409708