隔離式 DC-DC 轉(zhuǎn)換器是許多電源轉(zhuǎn)換應(yīng)用的關(guān)鍵組件,例如電動(dòng)汽車(chē)充電器、工業(yè)電源、儲(chǔ)能系統(tǒng)、電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施、焊接/感應(yīng)加熱等。有許多不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可用于創(chuàng)建隔離式 DC-DC 轉(zhuǎn)換器;但是,對(duì)于大于 10 kW 的應(yīng)用,應(yīng)用通常僅限于雙有源電橋、相移全橋、LLC、CLLC 和其他諧振拓?fù)?。這些轉(zhuǎn)換器在初級(jí)側(cè)利用全橋有源器件,在次級(jí)側(cè)利用二極管整流器(電源單向電源配置)或另一個(gè)全橋有源器件(雙向電源配置)。下圖顯示了這些拓?fù)淙绾喂蚕硗ㄓ眉軜?gòu),但在高頻變壓器級(jí)中有所不同。
圖1.通用隔離式 DC-DC 架構(gòu),初級(jí)側(cè)和次級(jí)側(cè)具有全橋。
大于 10 kW 的電源系統(tǒng)可以利用功率模塊提供的諸多優(yōu)勢(shì)。這些優(yōu)勢(shì)包括高導(dǎo)熱性、散熱器內(nèi)置隔離、優(yōu)化的 PCB 布局、電源可擴(kuò)展性、簡(jiǎn)化的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和降低制造復(fù)雜性。這直接轉(zhuǎn)化為性能的提高,同時(shí)縮短了上市時(shí)間和制造成本。
Wolfspeed 提供多種功率模塊產(chǎn)品,功率范圍從 5 kW 到 100 kW。下圖說(shuō)明了 Wolfspeed 的各種功率模塊如何適應(yīng)功率譜。
圖2.Wolfspeed 的功率模塊產(chǎn)品組合 - 為正確的功率水平選擇正確的模塊
對(duì)于高功率應(yīng)用,雙半橋模塊可以一起使用以形成全橋,在單個(gè)模塊占位面積中實(shí)現(xiàn)比全橋高得多的電流。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是可擴(kuò)展性,即使在產(chǎn)品系列中,電流和功率也可以根據(jù)應(yīng)用進(jìn)行調(diào)整。
利用多個(gè)半橋模塊形成全橋的主要缺點(diǎn)是增加了系統(tǒng)體積。Wolfspeed WolfPACK 系列中新推出的專用全橋模塊現(xiàn)在提供了一個(gè)功率密度極高的全橋解決方案,該解決方案也很容易與 WolfPACK 系列中的其他產(chǎn)品一起擴(kuò)展到更高的功率水平。有源全橋與隔離式DC-DC轉(zhuǎn)換器的優(yōu)勢(shì)可以在極其簡(jiǎn)單和密集的解決方案中實(shí)現(xiàn),只需一個(gè)全橋模塊即可輸入和輸出,將半橋解決方案所需的模塊數(shù)量減半。然而,平臺(tái)內(nèi)仍然存在強(qiáng)大的可擴(kuò)展性。新型CBB021M12FM3和CBB032M12FM3是21 mΩ和32 mΩ全橋模塊。這些模塊具有 39 A (CBB032M12FM3) 和 50 A (CBB012M12FM3) 的電流能力,非常適合 15-35 kW 范圍內(nèi)的 DC-DC 轉(zhuǎn)換器。該功率水平是構(gòu)建基于構(gòu)建塊方法的可擴(kuò)展電源系統(tǒng)的“最佳點(diǎn)”,因?yàn)樵诖斯β仕较?,可用的其他系統(tǒng)組件選擇范圍要廣泛得多,例如電感器、變壓器、傳感器等。
為了支持設(shè)計(jì)導(dǎo)入過(guò)程,Wolfspeed 與多個(gè)柵極驅(qū)動(dòng)器合作伙伴合作。柵極驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)具有不同的設(shè)計(jì)目標(biāo),從簡(jiǎn)單且經(jīng)濟(jì)高效一直到功能豐富的可配置設(shè)計(jì)。柵極驅(qū)動(dòng)器還設(shè)計(jì)為即插即用,帶有專為新型全橋模塊量身定制的評(píng)估板。
動(dòng)態(tài)評(píng)估套件(KIT-CRD-CIL12N-FMB)旨在使您能夠快速評(píng)估模塊的動(dòng)態(tài)性能。它包括 DC-Link 電容器、高頻分流器、探測(cè)點(diǎn),并與合作伙伴柵極驅(qū)動(dòng)器即插即用。
審核編輯:郭婷
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隔離式DC-DC轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)解析

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