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使用基于Sic的电源模块的三相AC-DC电源设计和实验

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标签: 电源

电源自“磁生电”原理,由水力、风力、海潮、水坝水压差、太阳能等可再生能源,及烧煤炭、油渣等产生电力来源。常见的电源是干电池(直流电)与家用的110V-220V 交流电源。

宽带隙(WBG)器件的兴起为电源转换器领域带来了兴奋。基于WBG的转换器可以在很高的频率和温度下工作,使其非常适合在恶劣的环境中使用。  WBG器件(例如SiC和GaN  MOSFET)的商业化使全世界的动力工程专业人士都对其感兴趣。使用能够在高开关频率下工作的WBG器件可显着减小整个系统的尺寸,并具有提高高温下电能质量的额外好处。本文的主要目的是设计和测试基于SiC功率模块的AC-DC转换器。所设计的整流器可以被认为是配备有控制器的有源整流器,该控制器可以不断提供反馈以修改开关信号以获得所需的输出电压。设计的有源整流器将变频输入电源转换为整流后的直流电压,同时保持系统的功率因数不变。本文涵盖了有关电源设计,开关方案和控制器设计的基本信息。在整个实验设置中,系统布置将为使用CREE的六通道MOSFET栅极驱动器提供更多的信息。实验分析将总结系统的行为,其中描述有关已实现的整流的信息,对发电机线路电流的影响以及结论功率因数表示。

The  rise  of  Wide  Band  Gap  (WBG)  devices  has  brought  excitement  in  the  field  of  Powerconverters.  The  WBG  based  converter  can  operate  at  the  very  high  frequency  andtemperature  making  them  ideal  to  use  in  harsh  environments.  The  commercialization  ofWBG  devices  such  as  SiC  and  GaN  MOSFETs  has  made  it  interesting  for  powerengineering  professionals  all  over  the  world.  The  use  of  WBG  devices  capable  of  operatingat  high  switching  frequencies  reduces  the  overall  system  size  dramatically  with  addedbenefit  of  improved  power  quality  at  high  temperature.  The  main  goal  of  this  thesis  is  todesign  and  test  an  AC-DC  converter  based  on  a  SiC  power  module.  The  designed  rectifiercan  be  considered  an  active  rectifier  equipped  with  a  controller  to  constantly  providefeedback  for  modification  of  switching  signals  to  get  the  desired  output  voltage.  Thedesigned  active  rectifier  converts  the  varying  frequency  input  power  supply  into  rectifiedDC  voltage  while  keeping  the  power  factor  of  the  system  to  unity.  This  thesis  coverselementary  information  on  power  supply  design,  switching  schemes  and  design  of  thecontroller.  System  arrangement  will  provide  more  light  on  the  use  of  Six  ChannelMOSFET  Gate  Driver  from  CREE  with  the  overall  experimental  setup.  The  experimentalanalysis  will  summarize  the  behavior  of  the  system  where  information  on  achievedrectification,  effect  on  the  line  currents  at  the  generator  and  concluding  power  factorrepresentation  is  described.

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