Design of a Low-Capacitance Planar Transformer for a 4 kW/500 kHz DAB Converter

International audienceIncreasing electrification in transport sectors, from automotive to aerospace, highlights the need for low size and high power density components. The recent advent of planar technology theoretically allows to reduce considerably the size of the magnetic components. This article focuses on the design of a high frequency planar transformer intended to be used in a 4 kW 500 kHz DAB converter. In particular, the inter-winding capacitances are assessed, as they have a strong influence on the behaviour of the DAB, and in some extreme cases may impede operation entirely. Analytical and finite element models are used to evaluate the stray elements of the transformer (resistance of the conductors, inter-winding capacitance and leakage inductance), and the resulting circuit model is compared with experimental measurements. This work focuses on influences of design parameters on the transformer stray elements

Etude d’un convertisseur DC/DC avec des composants GaN pour des applications spatiales

National audienceThis report deals with the bibliographic information and the first results of converter design from Ampere laboratory. We talk about the work on the different parts (converter topologies, switching cells, design of transformer, commands), the exchange on the project and the technologic deadlock to solve during the next works. For the sake of completeness, in this document, we precise the characteristics of the GaN components which will be used.Les applications spatiales demandent des chaînes de conversion de l’énergie à haut rendement pour un encombrement moindre. Dans le projet décrit, nous étudions un convertisseur DC/DC isolé à partir de composants grand gap avec des transistors GaN. Pour une puissance de 7.5kW et une fréquence de 1MHz, le convertisseur développé doit être capable de fournir un échelon de tension variant de 250V à 600V à partir d’un bus batterie de 100V. La structure retenue se base sur la topologie Dual Active Bridge (DAB). Cet article est l’occasion de mener une étude théorique du convertisseur à partir du cahier des charges et de la topologie pour dégager les verrous technologiques sur les composants et l’architecture électrique