GaN（gallium nitride）功率器件以其優(yōu)于傳統(tǒng)Si功率器件的高開關(guān)速度、低導(dǎo)通電阻等特性而有望被廣泛應(yīng)用于高頻、高功率密度的功率轉(zhuǎn)換領(lǐng)域。其快速開關(guān)特性在降低器件開關(guān)損耗的同時有助于提升系統(tǒng)開關(guān)頻率從而減小系統(tǒng)體積,低導(dǎo)通電阻特性則在降低器件導(dǎo)通損耗的同時節(jié)約芯片面積進而降低系統(tǒng)成本。然而僅從器件參數(shù)層面評估GaN功率器件在功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中的性能優(yōu)勢是不全面的,運用成熟的Si功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)設(shè)計理論從功能分析、系統(tǒng)設(shè)計、調(diào)試測試等方面全面對比兩種功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的性能差異,有助于我們更好地利用GaN功率器件性能優(yōu)勢進行功率轉(zhuǎn)換設(shè)計。本文圍繞以GaN功率器件為基礎(chǔ)所設(shè)計的Buck開關(guān)電源系統(tǒng)進行研究,進一步揭示GaN功率器件在功率轉(zhuǎn)換領(lǐng)域應(yīng)用的特點。本文主要研究內(nèi)容有以下幾個方面:（1）以功率器件理論為基礎(chǔ),對比當前技術(shù)條件下Si MOSFET產(chǎn)品與GaN功率器件的性能差異,理論分析GaN功率器件向Si功率電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)移植可能存在的問題。（2）依據(jù)成熟的Buck開關(guān)電源設(shè)計理論完成驗證平臺搭建,針對理論分析和電路仿真產(chǎn)生的結(jié)果差異提出合理假設(shè)分析,揭示GaN功率器件功耗分析模型不完善... 

【文章來源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 GaN功率技術(shù)的發(fā)展動態(tài)
    1.3 論文的主要研究工作
第二章 基于GaN器件的開關(guān)電源理論基礎(chǔ)
    2.1 功率器件理論基礎(chǔ)
        2.1.1 器件工作原理
        2.1.2 器件電氣性能參數(shù)
        2.1.3 器件封裝
    2.2 同步Buck開關(guān)電源理論基礎(chǔ)
        2.2.1 Buck開關(guān)電源工作原理
        2.2.2 同步整流技術(shù)
        2.2.3 Buck開關(guān)電源開關(guān)波形分析
    2.3 開關(guān)電源的控制模式
        2.3.1 控制策略分析
        2.3.2 環(huán)路穩(wěn)定性
    2.4 本章小結(jié)
第三章 系統(tǒng)分析與設(shè)計
    3.1 系統(tǒng)設(shè)計指標
    3.2 功率環(huán)路設(shè)計
        3.2.1 輸出電感
        3.2.2 功率開關(guān)管
        3.2.3 輸出電容
        3.2.4 輸入電容
    3.3 控制環(huán)路設(shè)計
        3.3.1 控制器選擇
        3.3.2 控制器外圍電路設(shè)計
        3.3.3 驅(qū)動與防誤開啟優(yōu)化
    3.4 PCB布局布線設(shè)計
    3.5 本章小結(jié)
第四章 系統(tǒng)功耗分析與仿真優(yōu)化
    4.1 最優(yōu)效率上下管組合
    4.2 理論計算與仿真差異
    4.3 兩種轉(zhuǎn)換系統(tǒng)性能對比
    4.4 系統(tǒng)潛在缺陷
    4.5 系統(tǒng)性能提升
    4.6 本章小結(jié)
第五章 系統(tǒng)測試與分析
    5.1 待測指標分析
    5.2 測試結(jié)果與說明
    5.3 故障排除
    5.4 效率提升
    5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論
    6.1 本文工作總結(jié)
    6.2 下一步工作展望
致謝
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于GaN器件Buck電路死區(qū)功耗分析與優(yōu)化[J]. 胡官昊,陳萬軍,施宜軍,周琦,張波.  電源學(xué)報. 2016(04)
[2]寬禁帶功率半導(dǎo)體器件技術(shù)[J]. 張波,鄧小川,陳萬軍,李肇基.  電子科技大學(xué)學(xué)報. 2009(05)
[3]開關(guān)電源的PCB設(shè)計[J]. 管春,何豐,張希.  印制電路信息. 2006(10)

碩士論文
[1]可外同步大電流Buck變換器控制環(huán)路的研究和設(shè)計[D]. 王軍科.電子科技大學(xué) 2016
[2]開關(guān)電源的PCB布局及EMI濾波器設(shè)計[D]. 陳晨.浙江大學(xué) 2012
[3]大電流同步整流Buck型DC/DC轉(zhuǎn)換器的設(shè)計[D]. 劉文昊.西安電子科技大學(xué) 2011



本文編號：3360303