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DC/DC Converter

全新 Wolfspeed WolfPACK™ 全桥模块专为隔离式 DC-DC 转换器而设计

May 07, 2023
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隔离式 DC-DC 转换器作为关键组件适用于许多功率转换应用,如电动汽车充电机、工业电源、储能系统、电网基础设施、焊接/感应加热以及其他许多应用。可使用许多不同的拓扑结构来创建隔离式 DC-DC 转换器;然而,对于功率大于 10 kW 的应用,通常使用双有源桥、移相全桥、LLC、CLLC 和其他谐振拓扑。这些转换器在一次侧使用全桥有源器件,在二次侧使用整流二极管(单向功率配置)或另一个全桥有源器件(双向功率配置)。下图显示了这些拓扑如何共享一个公共架构(但在高频变压器阶段有所不同)。

Circuit diagram of a generic isolated DC-DC Architecture
图 1. 通用隔离式 DC-DC 架构(在一次侧和二次侧均使用全桥

功率大于 10 kW 的功率系统可以充分利用功率模块提供的诸多优势。这些优势包括高导热性、内置对外散热器隔离的绝缘层、PCB 布局优化、功率可扩展性、系统设计简化和制造复杂性降低。这将直接转化为提高性能,同时缩短产品面市时间和降低制造成本。

Wolfspeed 提供广泛系列的功率模块产品供选择,功率范围从 5 千瓦到数百千瓦不等。下图说明了 Wolfspeed 的各种功率模块所适应的功率范围。

Infographic map showing the power spectrum of Isolated DC-DC Converters
图 2. Wolfspeed 的功率模块组合 - 为适当功率水平选择适当模块

对于高功率应用,可以组合使用多个双半桥模块来形成全桥,从而在单个模块尺寸中实现比全桥高得多的电流。这种方法的益处是可扩展性,即使是在一个产品系列中,也可以根据应用情况调整电流和功率。

不过,利用多个半桥模块组成的全桥存在一个主要缺点,即系统体积增大。现在,Wolfspeed WolfPACK 系列中新推出的专用全桥模块可提供功率密度极高的全桥解决方案。而且,该解决方案也可通过 WolfPACK 系列中的其他产品随时扩展至更高的功率水平。有源全桥对隔离式 DC-DC 转换器的优势可通过一个极简单的密集解决方案实现,为此只需将一个全桥模块同时用于输入和输出即可,这样可将半桥解决方案中所需的模块数量减半。同时,平台仍具有功率可扩展性。全新的 CBB021M12FM3 和 CBB032M12FM3 是 21 mΩ 和 32 mΩ 全桥模块。这些模块的电流容量为 39 A (CBB032M12FM3) 和 50 A (CBB012M12FM3),非常适合于 15-35 kW 功率范围内的 DC-DC 转换器。由于在此功率水平上有更广泛的其他系统组件(例如电感、变压器、传感器等)可供选择,故而此功率水平是基于构建模块方案实现可扩展功率系统的“甜蜜点”。

Wolfspeed WolfPACK Baseplate-Less SiC Power Module
图 3. FM 尺寸的 Wolfspeed WolfPACK™ 全桥模块

为了向 design-in 流程提供支持,Wolfspeed 与多家栅极驱动器合作伙伴进行了合作。栅极驱动器设计可满足不同的设计目标,涵盖从简单、具有成本效益的设计目标到功能丰富的可配置式设计目标等。而且,这些栅极驱动器具有即插即用特性,并配有专为新全桥模块定制的评估板。

Wolfspeed KIT-CRD-CIL12N-FMB Dynamic Evaluation Board
图 4. KIT-CRD-CIL12N-FMB 动态评估板可用于快速评估 Wolfspeed WolfPACK 全桥模块

动态评估套件(KIT-CRD-CIL12N-FMB)使您能够快速评估模块的动态性能。它包括直流链路电容、高频电流分流器、探针点,并且对合作伙伴的栅极驱动器即插即用。

想要了解这些新全桥模块及 Wolfspeed 的现有模块组合如何满足您的需求?敬请访问我们的产品页面,了解更多详细信息以及重要支持工具,例如SpeedFit™ 设计仿真PLECS 模型应用说明参考设计评估套件

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