【摘要】：新型寬禁帶半導(dǎo)體器件氮化鎵晶體管相比傳統(tǒng)硅器件在提高變換器頻率、功率密度上有明顯優(yōu)勢(shì),擁有廣闊的應(yīng)用前景。本文針對(duì)高頻高可靠性驅(qū)動(dòng)展開(kāi)研究,研究PWM波形畸變補(bǔ)償技術(shù),具有重要的理論意義和工程價(jià)值。本文開(kāi)展了以下幾個(gè)方面的研究工作:(1)氮化鎵器件的開(kāi)關(guān)速度更快、驅(qū)動(dòng)擊穿電壓更低,相比傳統(tǒng)器件在驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)中面臨更多挑戰(zhàn)。本文研制了一臺(tái)雙脈沖測(cè)試平臺(tái),研究驅(qū)動(dòng)芯片的硬件需求,優(yōu)化驅(qū)動(dòng)電路布局,分析開(kāi)關(guān)過(guò)程,提高損耗算法精度,最后對(duì)選用器件展開(kāi)動(dòng)態(tài)特性和開(kāi)關(guān)損耗的測(cè)試;(2)在高頻橋式電路中存在占空比畸變問(wèn)題,傳統(tǒng)前饋型補(bǔ)償方案在高頻下難以實(shí)現(xiàn)。選用單周期控制方案實(shí)現(xiàn)占空比實(shí)時(shí)補(bǔ)償,對(duì)傳統(tǒng)單周期控制方案進(jìn)行仿真,分析補(bǔ)償失效模式的原因,提出了基于單周期控制的調(diào)制器閉環(huán)方案;(3)基于全橋逆變器,采用模數(shù)結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)單周期控制方案的驗(yàn)證,給出了減少單周期控制回路的延時(shí)的硬件電路設(shè)計(jì)方法。研制了一臺(tái)270V輸入,115VAC/1200VA輸出的原理樣機(jī),通過(guò)仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了理論分析和工程設(shè)計(jì)的可行性。
【圖文】：

基于 GaN 晶體管的高頻全橋逆變器波形補(bǔ)償技術(shù)研究電容組和器件盡可能接近地布在同一面上，同時(shí)內(nèi)層加入屏蔽層。這樣在屏蔽層產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向與功率回路磁場(chǎng)方向相反，因而功率回路磁場(chǎng)得到抵消起到了減少 LDS干擾的目的。（b）是將電容組和器件放置在相對(duì)的兩面上，盡可能在垂直面上，依靠不同面上相反的電流實(shí)現(xiàn)磁場(chǎng)自抵消，但是對(duì)板厚的要求極高，LDS隨板厚線性增加。（c）是將第一層內(nèi)層作為功率回路的返回路徑，相較于第一種方法不需要屏蔽層，，相較于第二種方法受板厚的影響較小。因而本文布局時(shí)選擇第三種布局方式。

（a）Dmax=0.9，Tdelay=150ns （b）Dmax=0.9，Tdelay=80ns（c）Dmax=0.8，Tdelay=80ns圖 3.13 邏輯電路延時(shí)對(duì)占空比補(bǔ)償影響仿真結(jié)果為了解決以上兩個(gè)問(wèn)題，對(duì)原有單周期閉環(huán)控制進(jìn)行改進(jìn)，如圖 3.14 所示，增加了單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和最大占空比限制，同時(shí)對(duì)電路延時(shí)進(jìn)行優(yōu)化。具體硬件實(shí)施方案將在下一節(jié)中闡述。反相器積分器高速比較器DSP&D/ARS觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器最大占空比限制帶死區(qū)生成的驅(qū)動(dòng)隔離芯片時(shí)鐘信號(hào)Vgs2Vgs1基準(zhǔn)VDS圖 3.14 改進(jìn)的單周期控制電路設(shè)計(jì)框圖3.4 單周期控制模擬電路搭建通過(guò)分析和仿真搭建單周期控制模擬電路，設(shè)計(jì)電路框圖如圖 3.14。在高頻條件下，存在以下設(shè)計(jì)原則：（1）積分器和反相電壓跟隨器有足夠的帶寬處理開(kāi)關(guān)點(diǎn)電壓；
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TM464

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 范欣;王艷鑠;;SPWM全橋逆變器參數(shù)在線辨識(shí)研究[J];電子元器件應(yīng)用;2008年07期

2 侯波;穆安樂(lè);董鋒斌;劉俊偉;劉宏昭;;單相電壓型全橋逆變器的反步滑�？刂撇呗訹J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);2015年20期

3 蔣偉;王聰;王碩;荊鵬輝;;全橋逆變器內(nèi)部故障分析與定位[J];電源學(xué)報(bào);2012年01期

4 李時(shí)峰;呂默影;陳輝明;;一種新型超高頻感應(yīng)加熱混合全橋逆變器[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);2013年03期

5 謝江華;張方華;張帥;陳菲;雷鳴;;基于載波移相控制的高功率密度雙降壓式全橋逆變器[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);2016年13期

6 吳婷;肖嵐;姚志壘;;雙降壓式全橋逆變器[J];中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào);2009年15期

7 王石莉;;單相全橋逆變器的MIT控制[J];廣西輕工業(yè);2010年11期

8 李慶振;吳衛(wèi)民;盧興軍;;全橋逆變器雙Buck型調(diào)制的研究[J];電力電子技術(shù);2012年08期

9 袁佳歆;陳柏超;田翠華;沈煜;;基于免疫算法的定頻三電平全橋逆變器最優(yōu)控制的研究[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);2006年03期

10 黎山峰;黃超龍;;基于STM32的全橋逆變器的設(shè)計(jì)[J];東莞理工學(xué)院學(xué)報(bào);2016年03期

相關(guān)會(huì)議論文 前1條

1 吳婷;姚志壘;肖嵐;王兆坤;;一種新穎雙降壓式全橋逆變器[A];2008中國(guó)電工技術(shù)學(xué)會(huì)電力電子學(xué)會(huì)第十一屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2008年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 陳子長(zhǎng);基于GaN晶體管的高頻全橋逆變器波形補(bǔ)償技術(shù)研究[D];南京航空航天大學(xué);2018年

2 于浩然;基于Rezence標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線電能傳輸功率變換器研究[D];北京化工大學(xué);2018年

3 席濤;單相全橋逆變器輸入電流低頻紋波抑制[D];福州大學(xué);2017年

4 李世先;數(shù)字控制雙Buck全橋逆變器的研究[D];南京航空航天大學(xué);2017年

5 吳婷;雙降壓式全橋逆變器的研究[D];南京航空航天大學(xué);2009年

6 陶洪山;大功率交流穩(wěn)流源的研制[D];浙江大學(xué);2004年

7 孫德軍;高頻輸出軟開(kāi)關(guān)逆變器的研究[D];南京航空航天大學(xué);2007年

8 辛張楠;基于三電平雙Buck全橋逆變器的單相并聯(lián)有源濾波器[D];南京航空航天大學(xué);2014年

9 鞠華磊;并網(wǎng)型光伏逆變系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)[D];南京郵電大學(xué);2012年

10 田佳q

本文編號(hào)：2601607