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文檔簡介
1、隨著電力電子技術的進步,小功率開關電源的發(fā)展方向趨于高頻化與小型化,人們對其高效與高功率密度的需求日益強烈。作為新一代半導體器件,GaN(氮化鎵)器件應運而生,并具有替代逐漸達到理論極限的Si(硅)功率半導體器件的趨勢。近來,增強型GaN晶體管在電力電子領域得到推廣,對于這種新型的第三代寬禁帶器件,其特性與傳統(tǒng)的SiMOSFET相似,但又存在差異。GaN晶體管理論上可以高頻工作,并得到可觀的效率。本文便旨在研究增強型GaN晶體管的特性,
2、與Si MOSFET進行對比分析。最終以高效、小型化為目標,探究其在高頻LLC諧振電路中的應用特性,研究高頻化為電路帶來的影響與效率優(yōu)化方法。
本文的主要研究對象是EPC公司單體增強型GaN晶體管。本文首先介紹了GaN器件的發(fā)展與現(xiàn)狀,并對其特性與優(yōu)勢進行總結,選取LLC諧振變換器作為增強型GaN器件應用特性的研究拓撲;其次研究了增強型GaN晶體管的靜態(tài)特性與動態(tài)特性,與MOSFET進行對比分析,并對增強型GaN晶體管進行了特
3、性測試;然后理論分析了雜散參數(shù)對高頻驅動電路的影響,設計了適用于增強型GaN晶體管的高頻驅動電路,并對其PCB布局進行了優(yōu)化設計;理論分析了基于GaN晶體管的與基于MOSFET的200kHz LLC諧振變換器的電路元器件損耗,仿真驗證了GaN晶體管損耗小的優(yōu)勢,進行了基于GaN晶體管的樣機實驗分析,并對輸出二極管選型、死區(qū)時間及主電路板PCB布局進行優(yōu)化;最后為減小樣機體積、進一步高頻化,基于優(yōu)化后的電路板設計了GaN晶體管的500kH
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