PFC變換器作為電源系統(tǒng)的前級(jí),提高其功率密度,可以有效提高整個(gè)電源系統(tǒng)的功率密度。然而Si-MOSFET的性能已經(jīng)趨近其理論極限,寬禁帶半導(dǎo)體氮化鎵（GaN）應(yīng)運(yùn)而生,其具有硅材料所不具備的優(yōu)異性能。結(jié)電容小、開(kāi)關(guān)速度快、通態(tài)電阻低等優(yōu)點(diǎn)使得GaN高電子遷移率晶體管（HEMT）成為高頻領(lǐng)域主流的功率半導(dǎo)體器件。但是其驅(qū)動(dòng)電壓范圍較窄,驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)相對(duì)困難。針對(duì)GaN HEMT器件,當(dāng)開(kāi)關(guān)頻率達(dá)到1MHz,采用傳統(tǒng)電壓源驅(qū)動(dòng)時(shí),驅(qū)動(dòng)回路中的寄生電感會(huì)引起柵源電壓振蕩,超過(guò)GaN HEMT器件的柵源耐壓值,損壞GaN HEMT器件。采用諧振門極驅(qū)動(dòng)（RGD）電路是解決傳統(tǒng)電壓源驅(qū)動(dòng)存在問(wèn)題的有效途徑之一,利用LC諧振,在GaN HEMT器件開(kāi)通和關(guān)斷時(shí)提供一條低阻抗鉗位路徑,提供穩(wěn)定的柵源電壓。對(duì)其進(jìn)行了原理分析和參數(shù)設(shè)計(jì),采用DSP28035和CPLD完成RGD驅(qū)動(dòng)邏輯的設(shè)計(jì)。將諧振驅(qū)動(dòng)電路應(yīng)用在基于GaN HEMT器件的CCM模式Boost PFC變換器中,開(kāi)關(guān)頻率為1MHz。搭建了300W的Boost PFC實(shí)驗(yàn)樣機(jī),并采用Si-MOSFET作對(duì)比實(shí)驗(yàn),獲得了相關(guān)實(shí)驗(yàn)波形和數(shù)據(jù)。... 

【文章頁(yè)數(shù)】：92 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 GaN器件的概述
        1.2.1 GaN器件的特性
        1.2.2 GaN器件的發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 GaN器件的應(yīng)用研究現(xiàn)狀
        1.3.2 高頻PFC功率變換器的研究現(xiàn)狀
    1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容
第2章 Boost PFC變換器分析與設(shè)計(jì)
    2.1 引言
    2.2 諧振門極驅(qū)動(dòng)技術(shù)
        2.2.1 傳統(tǒng)電壓源驅(qū)動(dòng)
        2.2.2 諧振門極驅(qū)動(dòng)
    2.3 RGD電路的分析與設(shè)計(jì)
        2.3.1 RGD電路結(jié)構(gòu)和工作原理
        2.3.2 RGD電路的特點(diǎn)
        2.3.3 RGD電路的參數(shù)設(shè)計(jì)
    2.4 基于GaN HEMT的Boost PFC變換器
    2.5 主電路參數(shù)設(shè)計(jì)
        2.5.1 電感設(shè)計(jì)
        2.5.2 輸出電容設(shè)計(jì)
        2.5.3 開(kāi)關(guān)器件選擇
    2.6 損耗計(jì)算與分析
        2.6.1 損耗計(jì)算
        2.6.2 損耗對(duì)比分析
    2.7 基于GaN HEMT的單相Boost PFC系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)
        2.7.1 采樣電路設(shè)計(jì)
        2.7.2 DSP程序設(shè)計(jì)
        2.7.3 輔助開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)邏輯設(shè)計(jì)
    2.8 本章小結(jié)
第3章 Boost PFC變換器仿真與實(shí)驗(yàn)
    3.1 引言
    3.2 單相Boost PFC變換器仿真
        3.2.1 仿真電路圖
        3.2.2 仿真結(jié)果分析
    3.3 實(shí)驗(yàn)樣機(jī)
    3.4 基于RGD電路的Boost PFC變換器實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        3.4.1 RGD驅(qū)動(dòng)電路實(shí)驗(yàn)波形
        3.4.2 基于GaN HEMT的Boost PFC變換器實(shí)驗(yàn)波形
        3.4.3 基于GaN HEMT的Boost PFC變換器測(cè)量結(jié)果
        3.4.4 基于Si-MOSFET的Boost PFC變換器實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        3.4.5 效率曲線對(duì)比
    3.5 本章小結(jié)
第4章 圖騰柱無(wú)橋PFC分析與設(shè)計(jì)
    4.1 引言
    4.2 圖騰柱無(wú)橋PFC變換器
        4.2.1 傳統(tǒng)圖騰柱無(wú)橋PFC變換器
        4.2.2 基于GaN HEMT的圖騰柱無(wú)橋PFC變換器基本原理
        4.2.3 基于GaN HEMT的圖騰柱無(wú)橋PFC變換器控制方法
    4.3 主電路參數(shù)設(shè)計(jì)
        4.3.1 電感設(shè)計(jì)
        4.3.2 輸出電容設(shè)計(jì)
        4.3.3 開(kāi)關(guān)器件選擇
    4.4 主電路損耗計(jì)算
        4.4.1 電感損耗計(jì)算
        4.4.2 主電路開(kāi)關(guān)管損耗計(jì)算
    4.5 無(wú)橋PFC電路硬件設(shè)計(jì)
        4.5.1 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)
        4.5.2 采樣電路設(shè)計(jì)
    4.6 本章小結(jié)
第5章 圖騰柱無(wú)橋PFC變換器仿真與實(shí)驗(yàn)
    5.1 引言
    5.2 圖騰柱無(wú)橋PFC變換器仿真
        5.2.1 仿真電路圖
        5.2.2 仿真結(jié)果分析
    5.3 實(shí)驗(yàn)樣機(jī)
    5.4 圖騰柱無(wú)橋PFC變換器實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
        5.4.1 圖騰柱無(wú)橋PFC變換器實(shí)驗(yàn)
        5.4.2 圖騰柱無(wú)橋PFC變換器測(cè)量結(jié)果
    5.5 GaN器件驅(qū)動(dòng)電壓振蕩問(wèn)題分析
    5.6 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
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碩士論文
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本文編號(hào)：3693562