GaN功率开关器件驱动技术的研究与发展

发布时间：2018-12-24 10:25

【摘要】：以Si材料为基础的传统电力电子功率器件已逐步逼近其理论极限,难以满足电力电子技术高频化和高功率密度化的发展需求。与传统的Si器件相比,氮化镓(GaN)器件展现了其在导通电阻和栅极电荷上的优势,可使功率转换器实现更小体积、更高频率及更高效率,从而在汽车、通信、工业等领域中具有广阔的应用前景。然而,缺乏高速GaN栅极驱动是目前GaN功率转换器未能大力推广的主要原因之一。详细研究了增强型GaN功率器件驱动电路设计的各种问题,如效率、损耗、延迟时间、栅极振荡、自举电压上升、抗电压变化率干扰、死区时间、反向导通损耗及寄生效应等,并综述了针对上述问题的相应解决方法及优缺点,最后讨论了GaN栅极驱动的未来发展趋势。
[Abstract]:The traditional power devices based on Si materials have gradually approached its theoretical limit, and it is difficult to meet the development needs of high-frequency and high-power density of power electronics technology. Compared with traditional Si devices, gallium nitride (GaN) devices exhibit their advantages in on-resistance and gate charge, enabling power converters to achieve smaller volumes, higher frequencies and higher efficiency, thus enabling them to communicate in cars and in communication. Industry and other fields have a broad application prospects. However, the lack of high speed GaN gate drive is one of the main reasons why GaN power converters are not popularized. Various problems in the design of the drive circuit of enhanced GaN power device, such as efficiency, loss, delay time, gate oscillation, bootstrap voltage rise, anti-voltage variation rate interference, dead-time, reverse conduction loss and parasitic effect, are studied in detail. The corresponding solutions to the above problems and their advantages and disadvantages are summarized. Finally, the future development trend of GaN gate drive is discussed.
【作者单位】： 中山大学电子与信息工程学院;
【基金】：国家重点研发计划(2016YF0400200)~~
【分类号】：TN303

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本文编号：2390509