基于GaN HEMT的高效率、高功率密度LLC谐振变换器的设计

来源：电工电能新技术杂志2018年第10期北京时间：

作者：李媛， 马红波， 柯玉连

单位：西南交通大学电气工程学院， 四川 成都 611756

摘要：氮化镓器件凭借开关速度快、导通电阻小等优势，可使开关电源在高频率工作时兼顾转换效率。同时，开关频率的提高可以减小系统无源元件的体积，进而提高变换器的功率密度。LLC谐振变换器因其本质的软开关特性，可以实现原边开关管零电压导通及副边整流管零电流关断，可进一步降低系统高频工作时的开关损耗，提升变换器的效率。以IEEE IFEC 2017的要求为指标，在对LLC谐振变换器进行谐振参数优化的基础上，采用GaN HEMT作为原边开关管，结合同步整流技术和平面变压器技术，研制了一台360～400V输入，750W/12V输出的LLC谐振变换器原理样机，整体功率密度达827W/cm3，最高效率为9623%。实验结果验证了设计方案的可行性和先进性。

关键词：高效率, 高功率密度, LLC谐振变换器, 氮化镓, 同步整流

基金资助：国家自然科学基金项目(51407149；51777176；61733015)、 中央高校基本科研业务费专项资金项目(2018GF03)