背景:
在光伏逆變器、PCS、工業電源、UPS等三相的中大功率開關電源中輔助電源通常是自己設計,使用分立器件搭建的,由于母線通常采用雙母線,并且可能存在高壓電池供電的情況,因此輔助電源的供電通常高達600~1000V,那么如果反激輔助電源的主管用Si器件MOS通常只能設計為雙管,因為Si器件的高壓MOS成本高,使用IGBT又受限于開關頻率低。而隨著SiC MOS的成本降低,以及各個廠家推出了高壓SiC MOS,比如1700V、Rds(on)低于1Ω并且不需要負壓驅動的高壓器件,并且可以提高開關頻率,使用單管設計反激電路原邊主管即可,從整體成本上來說會越來越接近于傳統的雙管反激。本設計的構想就是基于1700V的SiC MOS設計適用于高壓供電工況下的單管輔助電源的驗證。
相比較雙管反激,單管反激從設計上就天然的降低了很多的難度:
1.主管用單個SiCMOS,可提供=高開關頻率到100kHz以上,降低變壓器體積,SiCMOS開關損耗低;
2.只需要設計一個電流采樣電路即可;
3.反激變壓器原邊只有一個繞組;
4.反激變換器原邊電壓高,電流小,可選擇較細的銅線;
5.只需要原邊一個管子的散熱器,降低整體PCB器件占用面積。
當然單管反激也不是完美的,還存在以下需要注意事項:
選擇控制IC的VO不能太低,可能會導致SiC MOS無法完全開通而燒管子;1700V的SiC MOS應力肯定會比較高的,需要設計RCD吸收以及管子上并聯吸收電路,比如DS上 加RC;目前來看生產1700V的SiC MOS的廠商有限,選擇器件上會有點受限;頻率提高后,可能存在EMI的風險,需要進一步實際驗證了進行調整和屏蔽。
構想的主要參數:
1.滿載功率100W;
2.輸入電壓Vin范圍:300Vdc~900Vdc,原邊和幅邊加強絕緣;
3.輸出電壓主路是+24V,另外幾路-12V,+12V,Vcc,Vcan;
4.磁芯暫時選EER35;
5.DEMO板體積預計設計為10*15cm;
6.控制IC準備用UC284X系列,那就需要在Vout腳加一個推挽放大電流的電路;
7.暫時不加上EMI電路,只設計DC-DC電路本身。