高频高效率超小型GaN基功率开关电源模块技术报告

内容摘要

针对本课题 “高频高效率超小型 GaN 基功率开关电源模块”,本课题拟开展的重大科学与技术问题为器件动态导通电阻退化以及高频电源中器件的阻抗匹配: 围绕 GaN 开关器件在高频下的动态电阻退化问题，研究动态电阻退化机理和相应的抑制技术。针对10 MHz 高频操作下 GaN 功率模块软开关驱动级的新型拓扑结构，开发匹配于 GaN 开关器件的高速驱动和精确时序控制技术，以及基于寄生参数模型的微小谐振组件设计和阻抗匹配技术，进一步针对高频电源提供高效率解决方案。目前本课题已经成功制备GaN高迁移场效应晶体管，并对器件进行了初步的动态电阻表征，动态导通电阻约为30％。开发原子层沉积Al2O3/GaN的钝化技术，实现低界面态浓度&＃40;1011cm-2eV-1&＃41;；设计和制备高频 GaN 电源模块，并进行具体测试。GaN电源模块已能在频率10 MHz，功率10 W的情况下实现效率>80％的性能；模块尺寸大小为2cm;长&＃41;x2cm;宽41;x0.6cm;高。 2100433B

本书着重论述高频功率开关变换技术的基本原理和分析方法，如开关变换器的基本电路拓外、等效和对偶，吸收电路和软开关技术，高频磁性元件的原理及应用；介绍高频开关变换技术的最新发展，如同步整流、电压调整器模块、磁-后置式调节技术、有源功率因数校正和集成电力电子技术等；分析高频开关变换系统的最新发展，如同步整流、电压调整器模块、磁-后置式调节技术、有源功率因数校正和集成电力电子技术等；分析高频开关变换系统的控制方式、瞬态建模分析和系统综合设计方法；还涉及开关电源的电磁秉性问题。作者力图在本书内反映高频功率开关变换技术的最新发展，同时又兼顾高层次科研开发常用的开关变换器及其系统的分析设计方法。本书可作为电力电子领域的研发和工程技术人员的参考用书，也可作为大学自动化、电机与电器、电力电子与电力传动等专业的教师和研究生的参考书。