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避免硅MOSFET雪崩并实现级联GaN器件的零电压开关

Avoiding Si MOSFET Avalanche and Achieving Zero-Voltage Switching for Cascode GaN Devices

作者 Xiucheng Huang · Weijing Du · Fred C. Lee · Qiang Li · Zhengyang Liu
期刊 IEEE Transactions on Power Electronics
出版日期 2016年1月
技术分类 功率器件技术
技术标签 GaN器件 功率模块 宽禁带半导体 储能变流器PCS
相关度评分 ★★★★ 4.0 / 5.0
关键词 Cascode GaN Si MOSFET 雪崩 零电压开关 (ZVS) 宽禁带器件 关断过程 电力电子
语言:

中文摘要

本文探讨了高压常开型宽禁带器件与低压常关型硅MOSFET组成的级联结构。分析了关断过程中的电压分布原理及开通时的零电压开关(ZVS)机制,旨在解决级联结构中可能出现的硅MOSFET雪崩击穿问题,并优化开关性能。

English Abstract

The cascode structure is widely used for high-voltage normally-on wide-bandgap devices. However, the interaction between the high-voltage normally-on device and the low-voltage normally-off Si MOSFET may induce undesired features. This paper analyzes the voltage distribution principle during the turn-off transition as well as the zero-voltage-switching (ZVS) principle during the turn-on transition...
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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)中对高功率密度和高效率的需求日益增长,GaN器件的应用潜力巨大。级联GaN结构是目前实现高压应用的主流方案,但其可靠性(如Si MOSFET雪崩风险)是工程化落地的关键。本文提出的ZVS实现策略和电压应力优化方法,对阳光电源研发团队优化高频变换器拓扑、提升产品转换效率及降低EMI噪声具有重要的指导意义。建议在下一代高频紧凑型逆变器设计中,重点评估该控制策略对降低功率模块损耗的实际贡献。