基于GaN器件的有源箝位双向反激变换器设计

摘要

文章针对氮化镓(Gallium Nitride,GaN)功率晶体管在双向DC-DC变换器中的应用进行设计。近年来,第三代宽禁带功率半导体器件GaN凭借其体积小、高频、高效率等优势,在电力电子应用中得到了广泛的关注。为实现双向DC-DC变换器在便携式小功率应用场景下的能量双向高效传输,设计了一种基于GaN器件的有源箝位双向反激变换器并对其性能进行了验证。详细地介绍和分析了变换器的工作原理、开关模态以及软开关实现条件,并对主电路参数进行设计。采用LTspice软件搭建仿真模型,仿真结果验证了该变换器在小功率应用下可实现开关管软开关性能。最后,设计了一个20 W的实验样机验证了所设计拓扑的准确性和有效性,结果表明该变换器较传统Si MOSFET器件具有更高的转换效率。