基于 SiC MOSFET 的谐振软开关等离子体电源

doi:10.12141/j.issn.1000-565x.180311

华南理工大学学报（自然科学版） ›› 2019, Vol. 47 ›› Issue (1): 1-6.doi: 10.12141/j.issn.1000-565x.180311

• 机械工程 • 下一篇

基于 SiC MOSFET 的谐振软开关等离子体电源

王振民¹吴健文¹范文艳¹叶春显²

1．华南理工大学机械与汽车工程学院，广东广州 510640; 2．深圳市鹏源电子有限公司，广东深圳 518000

收稿日期:2018-06-20 修回日期:2018-09-04 出版日期:2019-01-25 发布日期:2018-12-01
通信作者: 王振民( 1974) ，男，教授，博士生导师，主要从事高端焊割装备及机器人等研究 E-mail:wangzhm@scut.edu.cn
作者简介:王振民( 1974) ，男，教授，博士生导师，主要从事高端焊割装备及机器人等研究
基金资助:
国家自然科学基金资助项目( 51875212) ; 广东省科技计划项目( 2018A030313192，2017B090901023， 2016B090927008，) ;广州市国际合作项目( 201807010035)

Resonant Soft Switching Plasma Power Supply Based on SiC MOSFET

WANG Zhenmin¹ WU Jianwen¹ FAN Wenyan¹ YE Chunxian²

1． School of Mechanical and Automotive Engineering，South China University of Technology，Guangzhou 510640， Guangdong，China; 2． Shenzhen Advantage Power Limited，Shenzhen 518000，Guangdong，China

Received:2018-06-20 Revised:2018-09-04 Online:2019-01-25 Published:2018-12-01
Contact: 王振民( 1974) ，男，教授，博士生导师，主要从事高端焊割装备及机器人等研究 E-mail:wangzhm@scut.edu.cn
About author:王振民( 1974) ，男，教授，博士生导师，主要从事高端焊割装备及机器人等研究
Supported by:
Supported by the National Natural Science Foundation of China( 51875212) and the Science and Technology Planning Project of Guangdong Province( 2018A030313192，2017B090901023，2016B090927008)

摘要/Abstract

摘要： 利用 SiC MOSFET 能简化电路拓扑、提高电源的功率密度和效率．为推动大功率等离子体电源的升级换代，提出了一种采用新型 SiC 功率器件的全桥谐振变换器．该谐振变换器的主电路采用 LLC Zero Voltage Switching( ZVS) 拓扑结构，可将谐振换流频率范围增大至260 ～310kHz．设计的高频高压全桥 LLC ZVS 谐振变换器样机的额定输出功率为 8kW，输出电压为270V．对所研制的8kW 级 SiC MOSFET 全桥 LLC ZVS 谐振变换器样机的驱动性能、换流过程、温升以及效率进行了测试，结果表明，研制的谐振软开关等离子体电源性能优良，工作稳定可靠，效率和功率密度均优于使用传统 Si MOSFET 的 LLC 谐振变换器．

关键词: 等离子体电源, 谐振变换器, SiC MOSFET, 功率密度, 效率

Abstract: SiC MOSFET can simplify circuit topology and improve power density and efficiency of power supply． A full bridge resonant converter using a new SiC power device was proposed to promote the upgrading of high-power plasma power supply． The main circuit of the resonant converter adopts LLC Zero Voltage Switching ( ZVS) topology，which can enlarge the frequency range of resonant commutation to 260 ～ 310 kHz． The rated output power of the designed full bridge LLC ZVS resonant converter prototype is 8kW and the output voltage is 270V． The driving performance，commutation process，temperature rise and efficiency of the 8kW SiC MOSFET full-bridge LLC ZVS resonant converter prototype were tested． The results show that the developed resonant soft-switching plasma power supply is of good performance and high reliability，and both its efficiency and power density are better than those of the traditional LLC resonant converter using Si MOSFET．

Key words: plasma power supply, resonant converter, SiC MOSFET, power density, efficiency

中图分类号:

TG 439.5

王振民吴健文范文艳叶春显. 基于 SiC MOSFET 的谐振软开关等离子体电源 [J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2019, 47(1): 1-6.

WANG Zhenmin WU Jianwen FAN Wenyan YE Chunxian.

Resonant Soft Switching Plasma Power Supply Based on SiC MOSFET

[J]. Journal of South China University of Technology (Natural Science Edition), 2019, 47(1): 1-6.

[1]	杜贵平, 郑燕宾, 刘源俊, 等. 基于 GaN 器件的双向 CLLC 谐振变换器分析与设计[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2020, 48(10): 1-10.
[2]	张红光张梦茹侯孝臣许永红赵腾龙李健. 自由活塞膨胀机－直线发电机的性能研究 [J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2019, 47(1): 86-94.
[3]	李志坚庄甘霖吴朝晖李斌张秀来. 超声波无线能量传输系统建模 [J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2018, 46(3): 72-77.
[4]	曾君孙伟华刘俊峰. 一组基于可控开关电容的高频谐振功率变换器[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2016, 44(8): 18-25.
[5]	张征陈玉山肖国权. 高功率密度车用温差电源的结构[J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2012, 40(7): 101-106.
[6]	张治国谢运祥袁兆梅. 高功率因数LCC谐振电路的多目标优化[J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2012, 40(11): 94-100.
[7]	伍强杨永强徐兰英. 激光深熔焊接下临界功率密度的确定[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2009, 37(8): 71-75.
[8]	韩光泽陈明东郭平生李绍新. 微波辅助萃取的微波吸收系数与吸收功率密度[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2007, 35(4): 52-57.
[9]	赵红茹吴捷. 准谐振变换器的建模与性能分析[J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2003, 31(7): 1-5.

基于 SiC MOSFET 的谐振软开关等离子体电源

Resonant Soft Switching Plasma Power Supply Based on SiC MOSFET

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 9

编辑推荐

Metrics

本文评价