基于GaN-Si器件混用的大功率无人机电机驱动软开关变换器

作者：尚远; 潘尚智^*; 宫金武; 林文强

来源：武汉大学学报(工学版), 2022, 55(07): 699-708.

DOI：10.14188/j.1671-8844.2022-07-008

• 逆变器
• 软开关
• 氮化镓
• 大功率
• 无人机

无人机电机驱动变换器的效率、重量和体积直接影响无人机的续航能力。提出了一种基于GaN-Si(gallium nitride-silicon)器件混用的大功率无人机电机驱动软开关变换器，可以在全负载范围内实现所有Si-MOS管零电压开通，减少开关损耗。利用GaN器件高速开关特性，可大大减少辅助换流电感，使得软开关辅助电路工作时间短、损耗小，充分利用了氮化镓器件开关性能和硅器件导通性能优势。提出了一种负载自适应软开关控制策略，可显著降低换流电感电流的有效值，从而提高效率。详细分析了变换器的工作原理、参数设计考虑以及辅助电感电流控制等，并在此基础上设计制作了1台10 kW实验室样机，样机功率密度达到71 W/cm3，峰值效率达到99.25%。实验验证了该基于GaN-Si器件混用的软开关变换器的性能。

• 单位
  自动化学院; 武汉大学