在小型化、高能效的供電電源需求下,高頻高功率密度功率轉換方案逐漸成為研究和應用的熱點,而第三代功率半導體GaN因可處理更高頻率和更高能效的電源,近年來隨著其功率器件可靠性的不斷提升也開始逐漸商用。高頻高功率密度半橋柵驅動因其決定著開關電源的工作頻率上限、決定著功率級控制的可靠性、決定著系統(tǒng)的EMI性能成為了高頻高功率密度功率轉換方案的核心技術。高頻高功率密度半橋柵驅動的關鍵技術主要在于提升芯片CMTI性能（Common-Mode Transient Immunity,共模瞬變抗擾度）、降低柵驅動信號傳輸延遲（如采用高速電平位移電路）、實現穩(wěn)定的功率器件開關性能（如采用可提供飽和、低紋波的高側供電電壓的自舉充電電路）、有效控制功率級帶來的EMI影響（如控制功率開關節(jié)點的電壓/電流變化率）等方面。這些關鍵技術可在汽車電子高頻供電方案、數據中心大型服務器供電方案、通訊領域高壓HPA漏端供電的包絡跟蹤方案等應用中得以體現。本文基于上述高頻高功率密度應用的系統(tǒng)供電需求,提出了兩種高速、高信號傳輸可靠性、高CMTI能力的電平位移電路,所述電路最大工作電壓為80V,具有50V/ns的CMTI能力、傳... 

【文章頁數】：127 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 高頻高功率半橋柵驅動應用及研究現狀
        1.1.1 汽車電子DC-DC PoL轉換器
        1.1.2 Data Center大型服務器供電方案
        1.1.3 HPA漏端供電方案(Envelope Tracking)
    1.2 論文的主要工作及結構安排
第二章 高頻高功率密度半橋柵驅動關鍵技術
    2.1 高頻高功率密度應用下功率級對半橋柵驅動技術的影響
        2.1.1 功率級對CMTI能力及對高側供電電路的影響
        2.1.2 功率級對功率開關節(jié)點電壓的影響
    2.2 電平位移電路及其控制策略
        2.2.1 電平位移電路原理及其性能指標
        2.2.2 電平位移電路類型及設計方法
        2.2.3 電平位移電路控制策略
    2.3 Bootstrap電路中的Floating Bias Control技術
        2.3.1 Bootstrap技術
        2.3.2 Floating Bias Control技術
    2.4 本章小結
第三章 適用于高頻高功率密度半橋柵驅動的電平位移電路設計
    3.1 高頻高功率密度應用下電平位移電路的結構設計
    3.2 旁路正反饋的高速電平位移電路設計
        3.2.1 電路架構及原理
        3.2.2 電路性能參數及仿真
    3.3 帶可控正反饋的電平位移電路設計
        3.3.1 電路架構及原理
        3.3.2 電路控制策略
        3.3.3 電路分析與仿真
    3.4 本章小結
第四章 采用Floating Bias Control技術的Bootstrap電路設計
    4.1 高頻高功率密度應用下Bootstrap電路的架構設計
        4.1.1 自舉充電通路雙開關控制及其類型選擇
        4.1.2 雙開關連接節(jié)點的CMTI設計
        4.1.3 高頻高密度應用下雙電源軌架構的產生
    4.2 Floating Bias Control技術
        4.2.1 全周期電壓檢測的Active Clamp方案
        4.2.2 帶高速過零檢測的雙MOSFET控制方案
    4.3 本章小結
第五章 高頻高功率密度GaN柵驅動器設計
    5.1 芯片設計
        5.1.1 芯片架構設計及技術參數
        5.1.2 芯片ESD設計
        5.1.3 芯片PCB布局及Layout設計
    5.2 芯片仿真驗證
    5.3 芯片測試驗證
    5.4 本章小結
第六章 總結與展望
    6.1 結論
    6.2 對片上EMI控制技術的探討與展望
致謝
參考文獻
攻讀碩士學位期間取得的成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]尺寸減半、功率翻番!——氮化鎵（GaN）技術給機器人、可再生能源和電信等領域帶來革新[J].   世界電子元器件. 2018(11)
[2]適用于交通運輸系統(tǒng)的創(chuàng)新性電源解決方案[J]. Tony Armstrong.  電源世界. 2017 (12)



本文編號：3680610