兆赫兹软开关运行下GaN功率开关的电热电路建模与实际评估

Electrothermal Circuit Modeling and Practical Evaluation of GaN Power Switches for Mega-Hertz Soft-Switching Operation

作者	Mingshuo Zhu · Kerui Li · Siew-Chong Tan · Shu Yuen Ron Hui
期刊	IEEE Transactions on Power Electronics
出版日期	预计 2026年5月
技术分类	功率器件技术
技术标签	GaN器件宽禁带半导体功率模块热仿真
相关度评分	★★★★ 4.0 / 5.0
关键词	GaN HEMT 兆赫兹运行软开关电热建模开关性能热稳定性电力电子

语言:

中文摘要

本文研究了氮化镓（GaN）高电子迁移率晶体管（HEMT）在兆赫兹（MHz）软开关运行下的开关性能与电热行为，重点关注转换效率、热稳定性及电磁干扰。研究指出，GaN器件的实际反向导通特性与厂商数据手册存在差异，并提出了相应的电热建模方法以优化高频应用。

English Abstract

This article investigates the switching performance and electrothermal behavior of gallium nitride (GaN) high-electron-mobility transistors (HEMTs) in megahertz (MHz) soft-switching operations, focusing on conversion efficiency, thermal stability, and electromagnetic interference. Contrary to the datasheets of GaN HEMTs manufacturers that highlight the reverse-conducting characteristics of the dev...

SunView 深度解读

随着阳光电源在户用光伏逆变器及小型化储能系统（如PowerStack）中对功率密度要求的不断提升，高频化是未来的核心趋势。GaN器件凭借其卓越的开关速度，是实现MHz级转换的关键。本文提出的电热建模方法，可直接应用于阳光电源研发部门对高频功率模块的热设计优化，有助于提升逆变器效率并缩小体积。建议研发团队在下一代高功率密度户用逆变器设计中，引入此类高频电热模型，以解决GaN器件在高频运行下的热管理挑战，从而在小型化产品竞争中保持技术领先。