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

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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。
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