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| | | | | | | 哦哦,我试过TINA,有一个问题就是TI的很多模型都是加密的,TINA也用不了啊,跪谢求指点。。
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| | | | | 先搞定磁性材料、输入电容和功率半导体,不用软开关的话,硅MOSFET到不了2MHz,而且SiC二极管的结电容都不可忽略了
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| | | | | | | 准备用GaN器件作为开关管,用CRM模式来减小开通损耗 |
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| | | | | | | | | CRM算效率90%,100W/0.9=111W,输入100V,交流电流有效值1.11A,
交流峰值1.57A,电感峰值电流3.14A,母线电压400V,关断边沿3ns,3.14A*400V*3ns*1MHz/√2=2.66W
Coss给你算40pF,导通电阻0.19欧姆,0.5*40pF*(400V)^2*1MHz+(1.05A)^2*0.19欧姆=3.41W
GaN的损耗就超6W了,这么高的频率插件搞不定,贴片散热是个问题。
硬开关还是500kHz以下稳妥,上MHz不用软开关,GaN和SiC也不行
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| | | | | | | | | | | 谢谢您详细的计算,那这样的话就只有考虑软开关了,不然热损耗太大了
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| | | | | | | | | | | CRM模式开通时谷点电压很低,远没有400V。特别是在低压100VAC输入时。
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| | | | | | | | | | | | | 开通损耗我都给他忽略了,只算了关断损耗,算上开通损耗更高了
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| | | | | | | | | | | | | | | 用CCM损耗会大得多,功率才100W,完全没必要用CCM。
10楼作者算出来的这部分0.5*40pF*(400V)^2*1MHz,就是开通损耗,不过公式中这个400V是有问题的,实际在CRM时,这个电压值是谷底,一般在100V以内。所以算出来的损耗没那么高。
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| | | | | | | | | | | | | | | | | 哦哦,那意思是用CRM,再采用软开关来减小损耗的话,还是行得通的?
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | CRM接近于软开关效果了,再配合GaN,基本上可以做出来了。你这个1MHZ的目的是什么?是硬性规定吗?是能量密度或体积要求吗?不能降到300-500KHZ左右吗?一般在高压应用中,跑1MHZ,我感觉太高频率了。
你去英飞凌的网站找找,GaN的应用。好像有做到350KHZ的800W/1600W的设计,可以参考下。
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 嗯嗯,这个1MHz是项目硬性指标,指标是1-2MHz
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| | | | | | | | | | | | | | | | | 这里确实算多了,低压时确实不足400V,还有CRM那个电压是个馒头波,估算的话还要再除以2
但是二极管是个巨坑,3A的碳化硅也有7.6nC,开通损耗可能不能忽略了,大概要算100V*3A*2.5ns*1MHz=0.75W (高压1.65W)
这样输出电容那里的开通损耗扣出去多半,二极管的反向恢复又补点进来,高压下还是接近5W的损耗,够呛
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | 如果100Vac输入,400V输出,根本就没有开通损耗,ZVS了。
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 没理解,crm开通的时候,电感没电流了,但D极电压还是100V啊
难道是用一个时延,让二极管的反向恢复通过电感对电源放电,之后残余能量导通体二极管?
所以crm用超快恢不用SiC?
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 这时电感和Coss等谐振,ZCD时,Vds下振幅已过零。
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 多谢指点。
硅MOSFET应该没有问题,Co(tr)比较大,但GaN可能有点不一样,输出电容太小。
具体看控制方法了,还是有可能
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | GaN的Co(tr)也有百pF吧(要找些datasheet看看)。
10楼的关断损耗计算也是不对的,21楼提到的二极管反向恢复损耗,基本是不存在的,所以开关管的总耗没您算的这么大。
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 恩,算错了,交叠部分积出来要除以6。算下来只有0.45W。
最小只找到15A的GaN,Coss只有71pF,如果上到1MHz,电感大概30-50uH,零电压大概70-95nS
如果能实现CRM,应该是可行的。硬开关会很吃力,这个封装基本都是8X8贴片,最多2W
硬开关的话,Qrr反向充电要考虑进来吧?这个电流会灌到主开关里啊。CRM开通搞个延迟是可以让主电感顶住。
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 1. 至于关断损耗,交叠处不是X状,而是Δ状,应该是除以2,另外电流和频率也不是个固定值,电流和频率是随馒头波和输入电压变化的。(基于一些假设,计算过开关管总损耗大概是1W左右)
2. Qrr 指的是二极管的吧,开关管导通时,二极管正向电流已然为零,基本无需反向恢复。
3. 较小功率的GaN datasheet :
GS66502B-DS-Rev-180420.pdf
(1.06 MB, 下载次数: 5)
EPC2050_preliminary.pdf
(1017.58 KB, 下载次数: 4)
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 没理解关断损耗不是X状,GaN的特性?
CRM变频比较麻烦,电流变化倒是简单,按理想正弦波平均值就是峰值除以(pi/2)
给了Eoss方便多了,1.9uJ*1MHz=1.9W,硬开关散热有难度
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 关断开始,Vds上升未到Vo时,二极管不导通,开关管电流Ids维持不变,Ids下降时,二极管开始导通,Vds维持在Vo,所以VI交叠是Δ型,Δ的底宽是T f 的话,关断损耗是:
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 开通Coss损耗,只会在母线DC电压高过Vo/2时才有,即
输入240Vac,fsw= 260KHz ~ 1.75MHz , Coss = 100pF, 算得 Pcoss= 0.11W。(100Vac时,Pcoss=0 )
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 搞成CRM的话,SiC足够了,不用上GaN半桥
经过greendot大师指点,基本清晰了,只要上软开关是很有可能的
电感要下点功夫了,并联电容不能太大,不然控制上更难弄
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