[發明專利]一種基于GaN功率器件的整流系統

在審

• 申請號: 202010026149.2
• 申請日: 2020-01-10
• 公開（公告）號: CN111245245A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 高圣偉;賀琛;王浩;胡聰衛
• 申請（專利權）人: 天津工業大學
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02M7/219
• 代理公司: 天津英揚昊睿專利代理事務所(普通合伙) 12227
• 代理人: 吳揚

本發明公開了一種基于GaN功率器件的整流系統，包括APFC模塊、逆變模塊、磁集成模塊、整流模塊、電壓閉環模塊和控制模塊，APFC模塊的輸入端與市電連接，用于將市電電壓轉換為低紋波400V直流電；逆變模塊的輸入端與APFC模塊的輸出端電連接，用于將APFC模塊輸出的直流400V轉換為交流400V；磁集成模塊輸入端與逆變模塊輸出端電連接，用于將交流400V轉換為交流48V；整流模塊輸入端與磁集成模塊輸出端電連接，用于將交流48V轉換為直流48V；電壓閉環模塊與整流模塊輸出端電連接，用于穩定系統輸出電壓為直流48V，以此符合變換器高效化、高頻化、小型化的發展趨勢并將系統更好的應用于大數據中心服務器、直流電機、通信電源。

技術領域

本發明涉及功率半導體器件使用領域，尤其涉及一種基于GaN功率器件的整流系統。

背景技術

整流變換器是電力電子變換器的組成部分，在交直流系統、航空電源系統等方面應用廣泛。目前， 整流變換器正在朝著高效率、高功率密度、小體積和輕重量的方向發展。隨著開關頻率的提高，功率器件 的損耗也隨之加大。

當今整流變換器的高頻小型化和高效化一直是困擾工程師的難點，小型化必定對應高頻化但現有的變換器 大多用Si器件所能承受的頻率比較有限，所以普通Si器件限制了整流變換器高頻小型化的發展而且

Si器件的開關速率有限使得器件本身開通關斷損耗變大進而使整流變換器的效率目前也達到瓶頸，即 用普通Si器件很難使效率提高。

發明內容

本發明提供一種基于GaN功率器件的整流系統，用來解決目前其他整流系統頻率低、效率低、重量 大、功率密度低等問題。

該基于GaN功率器件的整流系統包括：APFC模塊、逆變模塊、磁集成模塊、整流模塊、電壓閉環 模塊和控制模塊；

所述APFC模塊的輸入端與市電連接，用于將市電電壓轉換為第一直流電壓V1；

所述逆變模塊的輸入端與所述APFC模塊的輸出端電連接，用于將所述APFC模塊輸出的第一直流 電壓V1轉換為第一交流電壓V2；

所述磁集成模塊輸入端與所述逆變模塊輸出端電連接，用于將所述第一交流電壓V2轉換為第二交流 電壓V3；

所述整流模塊輸入端與所述磁集成模塊輸出端電連接，用于將所述第二交流電壓V3轉換為第二直流 電壓V4；

所述電壓閉環模塊與所述整流模塊輸出端電連接，用于穩定第二直流電壓V4；

所述控制模塊與所述逆變模塊電連接，用于控制與所述控制模塊電連接器件的參數。

優選的，所述APFC模塊包括第一電容C1、第二電容C2、第一變壓器T1、第一二極管D1、第二二 極管D2、第三二極管D3、第一電阻R1、和第一開關管Q1，用于把市電轉化為400V直流電壓，并提高 系統的效率；

所述第一電容C1的第一端與所述第一變壓器T1的第一端電連接，所述第一電容C1的第二端與所 述第一開關管Q1的第二端電連接，所述第二電容C2的第一端與所述第一電阻R1的第二端電連接，所述 第二電容C2的第二端與所述第三二極管D3的第一端電連接，所述第一變壓器T1的第二端與所述第二二 極管D2的第一端電連接，所述第一變壓器T1的第三端與所述第一電阻R1的第一端電連接，所述第一變 壓器T1的第四端接地，所述第一二極管D1的第一端與所述第一變壓器T1的第一端電連接，所述第一二 極管D1的第二端與所述第二二極管D2的第二端電連接，所述第二電容C2的第一端與所述第一電阻R1 的第二端電連接，所述第二電容C2的第二端與所述第三二極管D3的第一端電連接，所述第三二極管D3的第二端與所述第二電阻R2的第一端電連接，所述第一開關管Q1的第一端與所述第一變壓器T1的第二 端電連接，所述第一開關管Q1的第二端與所述第四電阻R4的第一端電連接，所述第一開關管Q1的第三 端與所述第一控制芯片L6562D的第四端電連接。