應用氮化鎵功率元件之高功率密度主動箝位順向式轉換器研製

本計畫利用氮化鎵功率元件研製一直流轉換器，電路架構使用具同步整流之主動箝位式順向轉換器。轉換器電路架構採用低側主動箝位順向式電源轉換器，此電路可達到變壓器之磁通重置機制，回收變壓器漏電感能量，抑制開關元件電壓突波，並使開關元件達到零電壓切換，以減少開關元件之切換損失。主功率元件使用氮化鎵開關元件(GaN FET)，共地之輔助切換開關主開關更有利於高頻化驅動電路設計，二次側再以同步整流電路降低導通損失，以增加切換頻率並提升功率密度。最後，實作一寬輸入範圍之直流電源轉換器實驗雛型電路，輸入電壓為43~160 V，滿載輸出5 V/20 A，切換頻率為300 kHz之電路，並分析與討論以Si MOSFET與GaN FET為主開關之轉換器特性。