Page 41 - 电力与能源2024年第五期
P. 41

第 45 卷 第 5 期                          电力与能源
                   2024 年 10 月                                                                          573

                                                                                       DOI:10.11973/dlyny202405008



                       双脉冲测试参数设计与四开关 Buck-Boost


                                        DC-DC 变换器效率评估



                                      吴     立,陶       勇,张       皓,唐      啸,潘炼杰

                                          (国网上海市电力公司浦东供电公司,上海 200120)

                    摘   要:双脉冲测试作为功率半导体器件性能评估的主要手段,其试验参数的准确性直接影响着测试结果。
                    为了更准确地获得功率半导体器件的开关特性,以第三代宽禁带半导体器件 SiC-MOSFET 为测试对象,详
                    细介绍了双脉冲测试电路的工作原理,给出了双脉冲测试中脉冲宽度、脉冲间隔时间及电感电容等器件相关
                    参数的选定方法。搭建了四开关 Buck-Boost 硬件试验平台,根据所介绍的双脉冲参数选择方法,对 SiC-
                    MOSFET 单管和双管并联两种不同工作模式进行了测试,根据所获得的开关损耗数值,估算了 Buck-Boost
                    变换器的功率损耗。通过不同输出功率下测试的转换效率,验证了双脉冲测试中参数设计的准确性。
                    关键词:SiC-MOSFET;效率评估;双脉冲测试;开关特性;参数设计
                    作者简介:吴      立(1977—),男,硕士,高级工程师,从事电网规划,电力工程建设和管理。
                    中图分类号:TM75    文献标志码:A    文章编号:2095-1256(2024)05-0573-07

                 Design of Dual-Pulse Test Parameters and Efficiency Evaluation of a Four-Switch Buck-
                                                  Boost DC-DC Converter







                                  WU Li,TAO Yong,ZHANG Hao,TANG Xiao,PAN Lianjie
                               (State Grid Pudong Power Supply Company,SMEPC,Shanghai 200120,China)




                    Abstract:Dual-pulse  testing  is  a  primary  method  for  evaluating  the  performance  of  power  semiconductor  de⁃
                    vices, and the accuracy of the test parameters directly impacts the test results. To accurately determine the switch⁃
                    ing characteristics of power semiconductor devices, this study focuses on the third-generation wide bandgap semi⁃
                    conductor SiC-MOSFET. It details the working principles of the dual-pulse test circuit and provides methods for
                    selecting test parameters, such as pulse width, pulse interval, and related inductance and capacitance values. A
                    hardware test platform for a four-switch Buck-Boost converter was constructed, and tests were performed using
                    the specified dual-pulse parameters for both single and parallel SiC-MOSFET configurations. The switching loss
                    data obtained were used to estimate the power loss in the Buck-Boost converter. The accuracy of the parameter
                    design in dual-pulse testing was validated through efficiency tested at different output power levels.

                                                                        s
                                          e
                    Key words:SiC-MOSFET,fficiency evaluation,dual-pulse testing,witching characteristics,parameter design
                    在电力电子变换器设计过程中,高转换效率                          行导通损耗的估计。然而,数据手册中所提供的
                是主要目标之一。为了使所设计的变换器能够达                            数据是基于一些特定测试电路得出的,与实际应
                到预期的效率目标,需要在系统设计前期对半导                            用电路往往存在较大的差别。由于应用对象的不
                体器件的损耗进行估计,这主要包括开关损耗和                            同以及印刷电路板(PCB)设计风格的差异,实际

                导通损耗    [1-3] 。通常情况下,设计人员会依据器件                   应用系统中的寄生参数与厂家提供数据时使用的
                厂家提供的数据手册中的开通和关断曲线进行开                            硬件平台寄生参数差异较大。
                关损耗的估计,同时根据碳化硅金属氧化物半导                                此外,驱动回路中的门极电阻也可能与 SiC-
                体场效应晶体管(SiC-MOSFET)的导通电阻进                        MOSFET 制造商测试时所用的门极电阻有所不
   36   37   38   39   40   41   42   43   44   45   46