隔离式DC-DC转换器的结构解析

全新 Wolfspeed WolfPACK™ 全桥模块

专为隔离式 DC-DC 转换器而设计

隔离式 DC-DC 转换器作为关键组件适用于许多功率转换应用，如电动汽车充电机、工业电源、储能系统、电网基础设施、焊接/感应加热以及其他许多应用。可使用许多不同的拓扑结构来创建隔离式 DC-DC 转换器；然而，对于功率大于 10 kW 的应用，通常使用双有源桥、移相全桥、LLC、CLLC 和其他谐振拓扑。这些转换器在一次侧使用全桥有源器件，在二次侧使用整流二极管（单向功率配置）或另一个全桥有源器件（双向功率配置）。下图显示了这些拓扑如何共享一个公共架构（但在高频变压器阶段有所不同）。

图 1. 通用隔离式 DC-DC 架构（在一次侧和二次侧均使用全桥）

功率大于 10 kW 的功率系统可以充分利用功率模块提供的诸多优势。这些优势包括高导热性、内置对外散热器隔离的绝缘层、PCB 布局优化、功率可扩展性、系统设计简化和制造复杂性降低。这将直接转化为提高性能，同时缩短产品面市时间和降低制造成本。

Wolfspeed 提供广泛系列的功率模块产品供选择，功率范围从 5 千瓦到数百千瓦不等。下图说明了 Wolfspeed 的各种功率模块所适应的功率范围。

图 2. Wolfspeed 功率模块组合 - 为适当功率水平选择适当模块

对于高功率应用，可以组合使用多个双半桥模块来形成全桥，从而在单个模块尺寸中实现比全桥高得多的电流。这种方法的益处是可扩展性，即使是在一个产品系列中，也可以根据应用情况调整电流和功率。

不过，利用多个半桥模块组成的全桥存在一个主要缺点，即系统体积增大。现在，Wolfspeed WolfPACK 系列中新推出的专用全桥模块可提供功率密度极高的全桥解决方案。而且，该解决方案也可通过 WolfPACK 系列中的其他产品随时扩展至更高的功率水平。有源全桥对隔离式 DC-DC 转换器的优势可通过一个极简单的密集解决方案实现，为此只需将一个全桥模块同时用于输入和输出即可，这样可将半桥解决方案中所需的模块数量减半。同时，平台仍具有功率可扩展性。全新的 CBB021M12FM3 和 CBB032M12FM3 是 21 mΩ 和 32 mΩ 全桥模块。这些模块的电流容量为 39 A (CBB032M12FM3) 和 50 A (CBB012M12FM3)，非常适合于 15-35 kW 功率范围内的 DC-DC 转换器。由于在此功率水平上有更广泛的其他系统组件（例如电感、变压器、传感器等）可供选择，故而此功率水平是基于构建模块方案实现可扩展功率系统的“甜蜜点”。

为了向 design-in 流程提供支持，Wolfspeed 与多家栅极驱动器合作伙伴进行了合作。栅极驱动器设计可满足不同的设计目标，涵盖从简单、具有成本效益的设计目标到功能丰富的可配置式设计目标等。而且，这些栅极驱动器具有即插即用特性，并配有专为新全桥模块定制的评估板。

动态评估套件（KIT-CRD-CIL12N-FMB）使您能够快速评估模块的动态性能。它包括直流链路电容、高频电流分流器、探针点，并且对合作伙伴的栅极驱动器即插即用。

想要了解这些新全桥模块及 Wolfspeed 的现有模块组合如何满足您的需求？敬请访问我们的产品页面，了解更多详细信息以及重要支持工具，例如SpeedFit™ 设计仿真、PLECS 模型、应用说明、参考设计和评估套件。

审核编辑：汤梓红