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功率GaN:高效功率转换的需求

时间:2023-05-09 11:26来源:未知 作者:admin 点击:
随着社会压力不断增大,越来越多的立法要求减少二氧化碳的排放。这一趋势推动汽车、电信等行业加大投资,以提高 电源 转换效率和 电气 化水平。功率氮化镓(GaN)技术不但表现出极

随着社会压力不断增大,越来越多的立法要求减少二氧化碳的排放。这一趋势推动汽车、电信等行业加大投资,以提高电源转换效率和电气化水平。功率氮化镓(GaN)技术不但表现出极大的性能优势,还能为各类功率转换应用带来一系列优势,尤其是在电动汽车中。

汽车行业的电气化可能是功率GaN技术的最大受益者。xEV的功率损耗会影响续航里程,而这正是电动汽车的关键问题。因此高效的功率转换对于全电动汽车(xEV)的成功至关重要。此外,更加高效的功率转换减少了使用昂贵冷却系统进行散热的需求,降低了车辆的重量和系统的复杂性,从而潜在地增加续航里程。除了这些方面,提高功率转换效率还可以为汽车的许多其他系统带来好处,包括:

AC/DC车载充电

DC/DC功率转换

DC/AC逆变器以驱动牵引电动机

例如,将200 kW逆变器的效率从95%提高到99%,就可以将满负载下的功率损耗从10 kW降低到2 kW,仅为原来的五分之一。这样一来,不但损耗可以减少8 kW(由此提高有用的牵引功率),而且降低昂贵冷却系统的需求,还可以减少冷却能量消耗以及冷却系统的尺寸和重量。这就能实现更长的行驶里程,或是使用更小的电池达到相同的里程。

不止于效率

功率GaN FET克服了现有技术的许多限制,例如基于Si的绝缘栅双极晶体管(IGBT)和Si超结(SJ)解决方案。功率GaN解决方案没有反向恢复损耗,并可实现非常低的开关损耗和更低的导通损耗。它们还可在高电压下提供低导通电阻(Rdson),具有出色的开关品质因数。

无论是AC/DC PFC级、DC/DC转换器还是牵引逆变器,大多数拓扑的基本构建模块都是半桥。因此,当在简单的升压转换器中将GaN FET与Si FET进行比较时,GaN FET表现出了出色的性能。

功率GaN:高效功率转换的需求

隔离DC-DC(双向)

功率GaN:高效功率转换的需求

使用GaN FET的牵引逆变器

审核编辑:郭婷

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