基于GaN FET的1 MHz多路CLLC双向直流变换器

侯宇琦，王萍，王议锋，陈博

（天津大学智能电网教育部重点实验室，天津 300072）

目前，能源和环境问题的日益严重，可再生能源和分布式储能系统的发展受到广泛关注[1-2]。随着电力电子技术的飞速发展，分布式储能系统迫切需要高效率、高功率密度的充放电控制器。使得变换器具有转换效率高、体积小、重量轻、节省空间且使用灵活等优点，以适用于各种应用需要，实现更高的经济价值[3-4]。

为了实现高功率密度，必须提高变换器的开关频率来降低无源元件的体积。然而，较高的工作频率同时也造成了开关损耗、磁性元件损耗的增加，最终导致变换器工作效率降低。更严重的是，寄生参数的影响在高频条件下将变得尤为显著。这些都会制约变换器的性能。如何实现变换器的高频、高效率及高功率密度，已成为学者们研究的热点。目前，研究者们主要从三个方面来解决这一问题：新型宽禁带器件的应用、磁集成技术的研究以及谐振拓扑的改进。

近年来，随着半导体功率器件的快速发展，传统硅器件的潜力已经得到了充分开发。碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）等新型宽禁带器件凭借着优良的材料特性，已逐步取代传统硅器件被应用于一些特定场合。特别是在高频条件下，GaN器件凭借其低导通阻抗和极短的响应时间而备受关注[5-10]。一些学者关注于GaN的特性以及驱动器设计。文献[6-8]基于MHz等级频率场景，建立了GaN FET的结构以及损耗模型。同时，部分学者针对GaN器件的实际应用进行探索。……