ZHCU762A March 2021 – March 2022
如架构概述中所示,主开关器件只需支持一半的完整开关电压。若要支持此设计的 800V 直流链路电压,请使用额定电压为 600V 的器件。开关 Q1、Q5、Q4 和 Q6 是高频开关,因此必须是 GaN 器件。然而,开关 Q2 和 Q3 仅以 100 Hz 和 120 Hz 的频率开关,并且可使用 Si MOSFET。
导通损耗主要由 GaN MOSFET 的 RDS(on) 和 Si MOSFET 的 RDS(on) 决定。在任何情况下,都会有两个器件同时导通(GaN 器件和 Si 器件各一个)。因此,应根据这些器件所允许的导通损耗来选择其 RDS(on)。
开关损耗是每个开关元件的开关频率和开关能量的函数;开关能量与开关瞬态下的器件电流和电压有关。使用数据表中的开关能量曲线,可估算总开关损耗。请注意,在逆变器配置中,只有 Q1 或 Q4 会出现开关损耗,因为 Q5 和 Q6 仅作为同步开关工作,因此会出现零电压开关。然而,由于 Q5 和 Q6 体二极管在死区时间内导通,它们会有正向压降损耗和反向恢复损耗。然而,TI 的 GaN 器件根本没有反向恢复损耗,而 SiC 器件的反向恢复损耗可忽略。Q2 和 Q3 仅以非常低的频率开关,因此其开关损耗可以忽略。
如前所述,可以估算所有器件的导通损耗和开关损耗,还可以估算效率。借助热系统设计的热阻信息,可选择合适的器件额定值。600V/30mΩ GaN 和 650V/40mΩ Si MOSFET 在热性能、效率和成本方面达到了很好的平衡。