NESY054 November   2023

 

  1.   1
  2.   概覽
  3.   摘要
  4.   為何高電壓?
  5.   透過元件創新發揮最佳寬能隙 FET 性能
  6.   尋找合適的閘極驅動器
  7.   選擇合適的控制器
  8.   透過拓撲創新獲得最大功率密度
  9.   以系統級創新實現超高效率目標
  10.   設法克服 EMI 挑戰
  11.   結論
  12.   其它資源

為何高電壓?

隨著全球電氣化趨勢持續增強,在更高功率位準下進行有效率的能源傳輸,變成現今電力電子系統的重要考量。電阻損耗 (I2R) 是限制電源供應器提供多少電源的核心因素。為了提升系統效率,增加用於傳輸與提供電流所需的電壓,如此可減少相同功率位準所需的電流,並有助於將熱量損失降到最低。

現今在電力網路中廣泛應用的幾個高壓系統範例,包括家用 AC 配電系統、電信與伺服器電源系統、再生能源系統的 DC 微電網、能源儲存系統,以及電動車 (EV) 車載與車外充電器。舉例來說,電動車電池目前為 400 V,但逐漸趨向於 800 V,以實現更即時的電力傳輸至牽引變流器,進而提升加速性能。

雖然在較高電壓下運作可為電源轉換帶來系統效率優勢,但實現安全的人機介面、適當的電隔離和絕緣,至關重要。此外,封閉迴路系統通常需要跨隔離邊界進行訊號通訊。再加上這個拓撲選擇、磁性電路設計、電磁干擾考量、運作模式、溫度管理與佈線及控制最佳化,您也開始了解使用高壓系統時的部分重要設計挑戰。整體而言,從元件創新、拓撲創新和系統級創新這三個關鍵領域的創新,將在簡化設計的同時,提升高壓電源轉換系統的效率和密度。