[发明专利]新能源发电系统用高效率GaN三相逆变器模块

摘要

本发明涉及一种新能源发电系统用高效率GaN三相逆变器模块，包括控制器、第一GaN半桥电路、第二GaN半桥电路、第三GaN半桥电路、检测电路和反馈电路；所述第一GaN半桥电路包括第一栅驱动电路H、第二栅驱动电路L、GaN功率开关MH、GaN功率开关ML、限流电阻RH、RL；所述第二GaN半桥电路包括第三栅驱动电路H1、第四栅驱动电路L1、GaN功率开关MH1和GaN功率开关ML1、限流电阻RH1、RL1；所述第三GaN半桥电路包括第五栅驱动电路H2、第六栅驱动电路L2、GaN功率开关MH2和GaN功率开关ML2、限流电阻RH2、RL2。本发明通过采用LGA封装的GaN HEMT器件实现全桥逆变器的高频化，进一步为提高功率等级采用多管并联结构，为提高可靠性采用双面布局结构实现高密度功率集成和高效率。

主权项

1.新能源发电系统用高效率GaN三相逆变器模块，其特征是，包括：控制器(U1)、第一GaN半桥电路(1)、第二GaN半桥电路(2)、第三GaN半桥电路(3)、检测电路(U2)和反馈电路(U3)；所述第一GaN半桥电路(1)包括第一栅驱动电路(H)、第二栅驱动电路(L)、GaN功率开关MH、GaN功率开关ML、连接在第一栅驱动电路(H)和GaN功率开关MH之间的限流电阻RH、连接在第二栅驱动电路(L)和GaN功率开关ML之间的限流电阻RL；所述第二GaN半桥电路(2)包括第三栅驱动电路(H1)、第四栅驱动电路(L1)、GaN功率开关MH1和GaN功率开关ML1、连接在第三栅驱动电路(H1)和GaN功率开关MH1之间的限流电阻RH1、连接在第四栅驱动电路(L1)和GaN功率开关ML1之间的限流电阻RL1；所述第三GaN半桥电路(3)包括第五栅驱动电路(H2)、第六栅驱动电路(L2)、GaN功率开关MH2和GaN功率开关ML2、连接在第五栅驱动电路(H2)和GaN功率开关MH2之间的限流电阻RH2、连接在第六栅驱动电路(L2)和GaN功率开关ML2之间的限流电阻RL2；电路的连接关系如下：控制器(U1)的第一脉宽信号PWH输出端连接到第一栅驱动电路(H)的输入端，控制器(U1)的第二脉宽信号PWL输出端连接到第二栅驱动电路(L)的输入端，控制器(U1)的第三脉宽信号PWH1输出端连接到第三栅驱动电路(H1)的输入端，控制器(U1)的第四脉宽信号PWL1输出端连接到第四栅驱动电路(L1)的输入端，控制器(U1)的第五脉宽信号PWH2输出端连接到第五栅驱动电路(H2)的输入端，控制器(U1)的第六脉宽信号PWL2输出端连接到第六栅驱动电路(L2)的输入端；GaN功率开关MH的源端连接到输入高压母线Vbus，GaN功率开关MH的漏端为半桥输出HB，半桥输出HB连接到GaN功率开关ML的漏端和电感Lc1的左端，GaN功率开关ML的源端连接到输入低压母线Vgnd和电容C1的下端；GaN功率开关MH1的源端连接到输入高压母线Vbus，GaN功率开关MH1的漏端为半桥输出HB1，半桥输出HB1连接到GaN功率开关ML1的漏端和电感Lc2的左端，GaN功率开关ML1的源端连接到输入低压母线Vgnd和电容C2的下端；GaN功率开关MH2的源端连接到输入高压母线Vbus，GaN功率开关MH2的漏端为半桥输出HB2，半桥输出HB2连接到GaN功率开关ML2的漏端和电感Lc3的左端，GaN功率开关ML2的源端连接到输入低压母线Vgnd和电容C3的下端；电感Lc1的右端连接到电容C1的上端、检测电路(U2)的第一输入端口、输出电容C4的上端、输出电容C6的下端和第一相输出高压母线Uo；电感Lc2的右端连接到电容C2的上端、检测电路(U2)的第二输入端口、输出电容C4的下端、输出电容C5的上端和第二相输出高压母线Vo；电感Lc3的右端连接到电容C3的上端、检测电路(U2)的第三输入端口、输出电容C5的下端、输出电容C6的上端和第三相输出高压母线Wo；检测电路(U2)输出的对三相逆变器模块的电压检测信号、电流检测信号和温度检测信号分别连接到反馈电路(U3)的输入端；反馈电路(U3)将所述电压检测信号、电流检测信号和温度检测信号分别处理为反馈信号，输出给控制器(U1)。