隨著電力電子技術(shù)的進(jìn)步,小功率開關(guān)電源的發(fā)展方向趨于高頻化與小型化,人們對(duì)其高效與高功率密度的需求日益強(qiáng)烈。繼硅和砷化鎵之后,半導(dǎo)體材料出現(xiàn)了第三代以氮化鎵為代表的寬禁帶半導(dǎo)體材料,其特點(diǎn)包括臨界擊穿電場(chǎng)高、飽和電子速度高、電子密度高、電子遷移率高及導(dǎo)熱率高等,是一種適用于高頻、高壓、高溫、大功率的抗福射等級(jí)高的半導(dǎo)體材料。作為新一代半導(dǎo)體器件,GaN器件具有替代逐漸達(dá)到理論極限的硅功率半導(dǎo)體器件的趨勢(shì)。Si MOSFET越來越難滿足未來功率變換裝置的要求,因此,氮化鎵功率晶體管應(yīng)運(yùn)而生。本文將EPC公司的低壓氮化鎵器件作為研究對(duì)象,首先介紹了本課題的研究背景與意義,氮化鎵發(fā)展歷程與發(fā)展現(xiàn)狀。對(duì)氮化鎵材料、器件與硅材料、器件進(jìn)行對(duì)比分析,說明了其在寄生參數(shù)、開關(guān)頻率、封裝、功率密度、效率提高等方面的不同及其優(yōu)勢(shì)。然后闡述了寄生參數(shù)比如高頻回路電感,共源電感等對(duì)器件開關(guān)特性及驅(qū)動(dòng)電路的可靠性的影響。并著重研究了氮化鎵器件的反向?qū)ㄌ匦?以同步Buck為研究方案進(jìn)行了兩組實(shí)驗(yàn),開關(guān)頻率1MHz,其中一組采用傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)方式,另一組采用諧振驅(qū)動(dòng)方式,每組都在同步續(xù)流管柵極加一偏置電壓,觀察反向壓... 

【文章來源】：燕山大學(xué)河北省

【文章頁(yè)數(shù)】：71 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 氮化鎵功率晶體管的發(fā)展與研究現(xiàn)狀
        1.2.1 氮化鎵器件國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 氮化鎵器件市場(chǎng)應(yīng)用
    1.3 模塊電源發(fā)展現(xiàn)狀
        1.3.1 模塊電源簡(jiǎn)介
        1.3.2 模塊電源發(fā)展趨勢(shì)
    1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容
第2章 氮化鎵功率晶體管的特性分析
    2.1 引言
    2.2 增強(qiáng)型氮化鎵器件的靜態(tài)特性
        2.2.1 氮化鎵材料特性
        2.2.2 氮化鎵器件結(jié)構(gòu)和工作原理
    2.3 增強(qiáng)型氮化鎵器件的動(dòng)態(tài)特性
        2.3.1 氮化鎵器件動(dòng)態(tài)參數(shù)
        2.3.2 氮化鎵輸出特性
    2.4 驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)
        2.4.1 米勒效應(yīng)
        2.4.2 寄生參數(shù)的影響
        2.4.3 驅(qū)動(dòng)電路及驅(qū)動(dòng)芯片的選取
    2.5 本章小結(jié)
第3章 氮化鎵諧振驅(qū)動(dòng)技術(shù)及其反向?qū)ㄌ匦缘难芯?br>    3.1 引言
    3.2 反向?qū)ㄌ匦?br>    3.3 諧振驅(qū)動(dòng)技術(shù)
    3.4 偏置電壓的實(shí)現(xiàn)
        3.4.1 傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)偏置電壓的實(shí)現(xiàn)
        3.4.2 諧振驅(qū)動(dòng)偏置電壓的實(shí)現(xiàn)
        3.4.3 程序流程圖
    3.5 本章小結(jié)
第4章 四分之一磚模塊電源方案設(shè)計(jì)
    4.1 引言
    4.2 四分之一磚模塊電源拓?fù)溥x擇
        4.2.1 單端反激變換器
        4.2.2 單端正激變換器
        4.2.3 推挽變換器
        4.2.4 半橋變換器
        4.2.5 全橋變換器
    4.3 主電路參數(shù)設(shè)計(jì)
        4.3.1 變壓器參數(shù)計(jì)算
        4.3.2 主要元器件選型
    4.4 控制電路設(shè)計(jì)
        4.4.1 控制芯片簡(jiǎn)介
        4.4.2 控制芯片功能介紹
        4.4.3 輔助電源設(shè)計(jì)
        4.4.4 補(bǔ)償參數(shù)設(shè)計(jì)
    4.5 本章小結(jié)
第5章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
    5.1 引言
    5.2 反向?qū)ㄌ匦詫?shí)驗(yàn)波形
        5.2.1 諧振驅(qū)動(dòng)電路的實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        5.2.2 傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)方式下同步Buck實(shí)驗(yàn)波形
        5.2.3 諧振驅(qū)動(dòng)方式下同步Buck實(shí)驗(yàn)波形
    5.3 四分之一磚模塊電源實(shí)驗(yàn)波形
        5.3.1 原副邊開關(guān)實(shí)驗(yàn)波形
        5.3.2 軟啟動(dòng)、關(guān)機(jī)實(shí)驗(yàn)波形
        5.3.3 負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)及輸出電壓紋波
        5.3.4 效率測(cè)試
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]高效率高功率密度通信模塊電源技術(shù)的研究[D]. 任小永.南京航空航天大學(xué) 2008
[2]開關(guān)電源中磁性元件繞組損耗的分析與研究[D]. 曠建軍.南京航空航天大學(xué) 2007

碩士論文
[1]氮化鎵功率晶體管應(yīng)用技術(shù)研究[D]. 孫彤.南京航空航天大學(xué) 2015



本文編號(hào)：3090474