用于大功率的三相AC-DC電源轉(zhuǎn)換

Marotta Controls 宣布 PS11200（1-STEP 產(chǎn)品線的第四個(gè)變體）的可用性和最終認(rèn)證。該開關(guān)電源可提供 11,200 W 的全隔離輸出功率，滿載時(shí)效率為 91%。它旨在取代傳統(tǒng)的 400-A 解決方案，這些解決方案通常會(huì)在更大的占地面積中產(chǎn)生未調(diào)節(jié)或松散調(diào)節(jié)的電源。PS11200 的額定功率為 11,200 W (28 VDC 400 A)，三相輸入功率為 115 VAC、50 Hz 至 800 Hz。

在接受電力電子新聞采訪時(shí)，Marotta高級(jí)技術(shù)總監(jiān) Michael Germinario強(qiáng)調(diào)，PS11200 已通過所有必要的資格測試，以確保電源轉(zhuǎn)換器在軍用/重型運(yùn)輸機(jī)等常見惡劣環(huán)境中的可靠性和性能。 C-130 大力神貨運(yùn)飛機(jī)和 CH-47 支奴干運(yùn)輸直升機(jī)，以及無人機(jī)。

適用于惡劣環(huán)境的 AC 到 DC

轉(zhuǎn)換三相交流電源所涉及的步驟會(huì)增加其自身的復(fù)雜性和組件，從而導(dǎo)致效率損失和質(zhì)量增加。反過來，設(shè)計(jì)人員需要在尺寸、重量、功率和成本方面進(jìn)行權(quán)衡。正如 Germinario 所說，AC-DC 1-STEP 的目的是最小化這些權(quán)衡。

1-STEP 在單個(gè)簡化的轉(zhuǎn)換步驟中將交流輸入電源轉(zhuǎn)換為直流輸出電源，以減輕各種商業(yè)和軍事應(yīng)用中的重量、成本和風(fēng)險(xiǎn)。1-STEP 轉(zhuǎn)換器是一種電路解決方案，可在單個(gè)轉(zhuǎn)換步驟中實(shí)現(xiàn)有源功率因數(shù)校正、輸出電壓調(diào)節(jié)和電氣隔離。

Germinario 說：“1-STEP 還具有許多其他優(yōu)勢，例如更高的可靠性、更少的諧波失真以及提高或降低輸出電壓的能力，等等???！?/p>

“溫度、濕度和沖擊振動(dòng)方面的性能是需要考慮的重要因素，”他補(bǔ)充道?！皾穸扰c使用保形涂層保護(hù)電子設(shè)備有關(guān)。這就是我們需要關(guān)注的地方，以確保我們滿足環(huán)境要求。這一重點(diǎn)適用于具有飛行價(jià)值的設(shè)計(jì)的所有方面?！?/p>

關(guān)鍵是首先通過最小化熱負(fù)荷來實(shí)現(xiàn)最高效率?！拔覀兪褂锰蓟杞M件和高磁導(dǎo)率材料來提高效率，” Germinario 說。“但我們也在研究可能的實(shí)施方案中的 GaN FET。”

“碳化硅在電壓和電流能力方面提供了更好的特性，這完全取決于您想要切換的速度以及選擇設(shè)備時(shí)我們的RDS(on)有多低，”他補(bǔ)充道?！案斓拈_關(guān)可以導(dǎo)致更小的磁性設(shè)計(jì)。我們已經(jīng)利用 SiC 和 GaN 器件來做到這一點(diǎn)?！?/p>

1-STEP 框圖

SiC 在實(shí)現(xiàn)更高開關(guān)頻率和低導(dǎo)通電阻方面優(yōu)于硅的優(yōu)勢已得到廣泛認(rèn)可。與硅相比，碳化硅的大部分優(yōu)勢都與 SiC 的卓越材料特性有關(guān)，這會(huì)導(dǎo)致更快的開關(guān)速度和更低的損耗改進(jìn)。然而，工程界普遍存在一種誤解，即與最佳操作環(huán)境的設(shè)計(jì)和選擇（柵極驅(qū)動(dòng)和無源元件的選擇）相關(guān)的挑戰(zhàn)會(huì)降低收益，從而限制 SiC 器件的可用性。然而，這些問題已經(jīng)得到解決，這些問題的解決方案使寬帶隙組件的開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)降低。

技術(shù)成熟度、性能以及由于數(shù)量和競爭增加而導(dǎo)致的成本顯著降低是 SiC 器件被部署在越來越多的應(yīng)用中的主要原因。

低開關(guān)損耗允許增加開關(guān)頻率并減小無源元件（電容器、電感器）的尺寸，從而降低系統(tǒng)的成本、尺寸和重量。尺寸減小或多或少與頻率的增加成正比。

審核編輯：劉清