基于矩阵变压器的1 MHz GaN LLC谐振变换器.docx

基于矩阵变压器的1MHzGaNLLC谐振变换器
基于矩阵变压器的1MHzGaNLLC谐振变换器
摘要：
本文介绍了一种基于矩阵变压器的1MHzGaNLLC谐振变换器的设计与实现。该变换器采用了新型的GaN功率器件，并利用矩阵变压器实现了高效率的能量转换。设计过程中，首先对谐振变换器的原理进行了分析与研究，然后选取了合适的设计参数，并最终搭建了实验系统对其性能进行了验证。实验结果表明，该变换器具有高效率和可靠性的特点，为日后高频谐振变换器的研究提供了参考。
1.引言
随着电子技术的发展和应用的广泛，能量转换系统的研究也得到了极大的关注。谐振变换器是一种高效率的能量转换系统，其可以实现高频率、高效率的能量转换。然而，传统的谐振变换器在高频率下存在一些问题，例如高损耗、不稳定性等。因此，需要研发新型的谐振变换器，以满足高频率能量转换的需求。
2.变压器的原理
变压器是一种常用的能量转换装置，其通过将一个电流通过一个线圈，生成一个磁场，然后通过共享磁场的方式将能量传递给另一个线圈。矩阵变压器是一种新型的变压器结构，其可以实现高效率的能量转换。在矩阵变压器中，通过交叉连接多个线圈，可以实现不同电压比的能量转换。
3.GaN功率器件
GaN功率器件是一种新型的功率半导体器件，其具有高开关速度、低导通损耗和高电压容忍能力的优点。因此，GaN功率器件逐渐在高频率能量转换系统中得到广泛应用。在本文中，我们选用了GaN功率器件作为谐振变换器的开关元件，以提高系统的效率和稳定性。
4.变压器的设计
根据实际应用需求，我们选用了1MHz的工作频率，并通过对矩阵变压器的分析与计算，确定了合适的设计参数。然后，我们使用CAD软件对变压器进行建模和优化设计，并使用3D打印技术制造了实际的变压器。
5.实验结果与分析
在实验中，我们搭建了一套实验系统，并对其性能进行了测试。实验结果表明，该变换器具有较高的转换效率和稳定性，满足了设计要求。
6.结论
本文介绍了一种基于矩阵变压器的1MHzGaNLLC谐振变换器的设计与实现。通过实验验证，该变换器具有高效率和可靠性的特点，为日后高频谐振变换器的研究提供了参考。此外，变压器设计方法和GaN功率器件的应用也为其他能量转换系统的设计提供了借鉴。
参考文献：
1.ChakrabortyA,BermelP.Powerelectronicstechnologiesforsmartenergyconversioninafuturesustainableenergysociety[J].ProceedingsoftheIEEE,2011,99(11):1803-1817.
2.ChenG,WengX,ZhangB,etal.High-frequencyLLCresonantconverterwithhighvoltagegain[J].IETPowerElectronics,2013,6(1):89-97.
3.ChowdhuryS,ChauhanYS,AgarwalV.Designandimplementationofanefficient50kWresonantLLCconverterforhighpowerapplications[J].ElectricPowerSystemsResearch,2018,164:214-224.
4.ZhaoJ,ZhangY,LuX,etal.Anovelfull-bridgeLLCCresonantconverterwithhighefficiency[J].JournalofPowerElectronics,2017,17(3):823-832.
5.ZhaoL,LeeFC,LeeY.AnovelLCC-typewirelesspowertransfersystemwithconstantcurrentandconstantvoltagecontrol[J].IEEETransactionsonPowerElectronics,2015,30(1):568-574.