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SiC功率MOSFET在电动汽车电源模块中的应用研究
| 论文题名： | SiC功率MOSFET在电动汽车电源模块中的应用研究 |
| 关键词： | 电动汽车;电源模块;金属氧化物半导体场效应晶体管;驱动电路;开关特性 |
| 摘要： | 随着社会的发展，人们对生活质量和环境要求的不断提高，电动汽车电源模块作为智能微网的重要组成部分，每年的使用量逐年增加，意味着电动汽车的电源模块行业发展潜力巨大，提高其转换效率和功率密度是其发展的重要方向，而这一切离不开电力电子器件。本文针对SiC功率MOSFET在电动汽车电源模块中的应用进行了研究。 首先，简述了电源模块的设计指标，分析了电源模块的电路原理和各部分电路的功能，重点介绍了电源模块采用SiC功率MOSFET的优势，并对其结构和静、动态特性进行了分析，基于感性负载Boost电路（在CCM模式）对其开关过程进行了详细讨论。 其次，对比了SiC功率MOSFET和Si功率MOSFET、IGBT的特性参数差异，给出了SiC功率MOSFET的驱动电路的设计考虑，提出了其驱动电路的设计方案。利用Saber仿真软件，建立了SiC功率MOSFET的模型，并基于驱动电路仿真验证了此模型的开关特性。在搭建的实际驱动电路上测试了SiC功率MOSFET的开关特性，验证了不同驱动电阻对其开关特性的重要影响。 最后，研究了电源模块前级电路选用的H桥双管Buck-Boost电路拓扑，采用Saber仿真软件分别对Buck和Boost工况进行了仿真，并在实际电路板上对电源模块进行了主要性能测试。结果表明，与Si IGBT相比，采用SiC功率MOSFET时，电源模块在整机效率、体积、开关管的温升等方面明显改善。 |
| 作者： | 沈杰 |
| 专业： | 集成电路工程 |
| 导师： | 王彩琳;罗义 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西安理工大学 |
| 学位年度： | 2020 |
| 正文语种： | 中文 |
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