ZHCU677C June 2019 – July 2022
损耗估算还允许表征本设计的热输出。系统中的任何电力损耗都会转化为废热。通过从 Altium 导出步骤 3D 以及根据预期的能量损耗,使用本设计的物理布局进行热模拟。选择了 Wakefield-Vette 的现有散热器 (OMNI-UNI-18-75) 以简化设计过程并为了解热性能提供起点参考点。此数据应当作为散热解决方案的起点,而不是经过完全验证的解决方案。该系统使用低于计算出的每个开关器件 25W 的热输出进行模拟。这意味着,所有开关上的总功率损耗为 200W ,另外电容器、变压器和泄漏电感器上的总功率损耗为 75W 。图 2-26 显示了散热模拟结果。
该模拟显示了在没有散热器的情况下以接近 10kW 的额定负载运行时,SiC MOSFET 的最大结温约为 210°C。散热器安装在 FET 上时,温升限制为 125°C。在采用主动气流的情况下,MOSFET 的最高温度限制为 90°C。同样地,在没有散热器的情况下,变压器温度约为 55°C,而在具有散热器的情况下则约为 45°C。
在 10kW 条件下执行的测试中,初级侧硬开关 SiC MOSFET 上记录的最高温度约为 55°C,次级侧 SiC MOSFET 上的温度约为 35°C,因为所有这些器件都采用 ZVS 导通。在具有散热器的情况下,变压器温度约为 40°C。在强制空气冷却条件下,使用热成像仪对 SiC MOSFET 进行了测量。