基于GaN HEMT的半橋電路分析與設計.pdf

1、先進的功率半導體器件是能量轉換技術中最堅定的推動力。較之目前的硅(Si)材料，氮化鎵（GaN）材料的絕緣擊穿場強、飽和漂流速度、電子遷移率、導熱率等特性呈數(shù)倍的提高，因此更適合于高頻、高效率、高功率密度場合的應用。為此，本文以GaN System公司生產的GaN增強型高電子遷移率晶體管（E-HEMT）GS66516T為基礎，從以下幾個方面對其展開應用研究：
　?。?）展開GaN器件的驅動電路分析與設計?；贕aN器件開關速度非?？?/p>

2、這一特性，討論了驅動電路在電阻選擇、米勒效應控制、隔離度及驅動時延等方面的考慮，隨后設計了適用于GaN器件的驅動電路。
　?。?）展開了GaN器件構成半橋電路時的布局分析，設計了換流回路雜散電感較小的PCB布局。為準確評估布局雜散電感對GaN器件性能的影響，利用有限元分析進行了雜散電感參數(shù)提取，并將其代入仿真模型進行了驗證。
　　（3）展開了半橋電路運行時的熱分析。在傳統(tǒng)分段線性損耗模型基礎上進行了簡化，提出一種的簡化的Ga

3、N器件損耗計算方法，該方案利用GaN器件的參數(shù)與抽取的雜散電感值為依據(jù)，計算出器件的功率損耗。進一步建立了包括GaN器件、PCB板及散熱器在內的三維有限元模型，以計算所得的功率損耗值進行了熱仿真，對半橋電路的熱性能進行了評估。
　　為對上述分析與設計進行充分驗證，本研究依設計結果建立了實驗樣機，并進行了雙脈沖性能測試與功率運行測試。所設計的半橋電路尺寸僅為55×40mm2，不需額外緩沖電路即可工作在400V輸入，1.5kW功率的工