高压降压变换器，限压旁路

Question

我正在设计一个3.5 kW的风力涡轮机系统，有一个大的输入电压范围，从0到说750 VDC。输出电压不应超过600 VDC。我想做一个限压电路。别担心，我不会在我的谷仓或后院测试这些东西。我在一所大学的实验室里做实验，周围都是专业人士。

我在这个应用程序中遇到了一些问题:

我相信理想情况下buck变换器应该什么都不做(得到旁路)高达600 VDC。原因是buck变换器的运行会带来能量损失，这是我想要避免的。绕过似乎不是很简单:

1. 在这种直流电压下使用继电器有很多电弧，继电器磨损很快，这也是危险的。
2. 使用半导体如功率MOSFET或IGBT需要高侧开关。如果你想让开关完全闭合(占空比= 1)，使用自举电路的高侧开关是不起作用的。我认为使用电荷泵是可能的，但典型的ic高达60 VDC。我可以设计一个高压电荷泵。这不是我的首选，因为我认为它将很难正确和可靠地控制昂贵和精致的电力电子产品。
3. 也许使用p沟道MOSFET更可行。R_on电阻损失稍高，但可能是可以接受的。然而，它们似乎不适用于如此高的电压。

Answer 1

你有什么想法、建议或评论吗?

我将使用一个小的dc-to-dc转换器产生(说)一个隔离的15伏电源高侧MOSFET开关。那些绝对适合和优越的是Recom的RxxPxx系列的1瓦特转换器:-

这意味着你可以使用N沟道MOSFET(更可在1200伏特额定举例)。然后，我给我们一个FOD8343高速门驱动光耦合器，以控制MOSFET和提供袋隔离:-

对于开关元件，我可能会使用TO-247 SiC 1200伏N沟道MOSFET。你可以得到低至20毫欧姆的通电电阻，这似乎符合要求(3500瓦和750伏特意味着电流约5安培)。

你还必须相当保守的额定电压;即使是很短的电线(电感)和适度的di/dt也可以很容易地造成在750伏特之上的几百伏特的瞬变。我想说的是，你很容易就能承受1200伏特的电压。

然后，我可能会考虑让这个设备降压调节器开关，并确保当电压降至600伏特以下时，设备保持在正常状态(顺便说一下，降压转换器自然会这样做)。

如果切换速度快，则必须考虑隔离组件(Recom和FOD8343)的瞬态免疫，上述两种设备都是我能找到的最好的。

Answer 2

有选择4:使用小型隔离DC-DC转换器为您的高边门驱动器。这些是变压器耦合的所以你会得到很高的电压隔离。