基于GaN器件的高功率密度LLC谐振变换器的研究

作者：魏小富; 陈神炀; 朱宏铿; 杨旭^*; 郭翔

来源：电工电能新技术, 2019, 38(08): 63-70.

• LLC谐振变换器
• 高功率密度
• 氮化镓
• 同步整流

随着信息技术、计算机技术、5G商业应用、大数据中心建设的迅猛发展,对高功率、高效率的通信电源存在巨大需求。氮化镓(Gallium nitride)器件具有高开关速度、低导通电阻、无反向恢复损耗等特点;LLC谐振拓扑可以实现原边功率管零电压导通、整流管零电流关断,将二者结合可以在高效率前提下进一步提高开关频率,提升功率密度。本文针对5G基站通信电源扩容中对高功率、高效率、高密度单模块电源的需求,通过原边功率管ZVS、功率器件损耗条件对谐振腔参数Ln、Q进行优化设计,结合最新高频同步整流驱动芯片NCP4305和平面变压器技术,采用全氮化镓器件作为功率管,设计并制作了一款560W,300V输入、37.5V输出的LLC谐振变换器原理样机。功率密度达到13.1W/cm3,最高效率可达到94.48%,实验验证了设计方案的正确性。

• 单位
  西安交通大学; 合肥华耀电子工业有限公司