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氮化镓GaN的实际应用: LLC电路,PFC电路,无桥PFC,马达驱动

菜鸟
2014-02-20 12:40:04     打赏
氮化镓产品的优点: 
A,可以高频化,传统硅在高压下工作频率做不到200K以上.体积下不来,氮化镓可以做到几M的频率,300K-500K的设计可以使产品小型化.
B,体内没有PN结,没有二极管,但有二极管的续流特性,反向续流损耗大大降低.
C,氮化镓的结电容远小于COOL-MOS, MOSFET,上升,下降,死区损耗明显降低.
D,开关损耗很小,相对MOSFET可忽略.正因开关损耗很小,EMI反好.不用担心高频化后EMI解决不了事.


https://www.dropbox.com/s/bbttkogw2x8esmw/%E9%87%87%E7%94%A8%E6%B0%AE%E5%8C%96%E9%95%93FET%E7%9A%84%E6%97%A0%E6%A1%A5PFC%20%E6%95%88%E7%8E%87%E8%BE%BE99.3%25.pdf


传统无桥PFC受硅材料MOSFET的限制,因为MOSFET/COOL-MOS体内均有一个体内二极管.这个二极管速度很慢,均在100nS以上.这样用在无桥PFC中加大了续流损耗及效率.
氮化镓MOS的出现(HEMT)解决了这个问题, 氮化镓MOS是体内无真正的二极管,没有形成PN结,但有导电层,所以内部没有寄生二极管,但有二极管的续流特性,从而真正作到0.

采用氮化镓的无桥PFC可以将效率做到99.3%以上. 同时体积会大大降低.





LLC电路因是软开关,本身的开关损耗已是很小,电路上的大部分损耗来自于工作的死区损耗.因为氮化镓FET的结电容很小.从而死区的损耗远小于COOL-MOS /MOSFET. 上升下降速度快且损耗小.

https://www.dropbox.com/s/0p0vu81hd4yyt9h/LLC%E6%B0%AE%E5%8C%96%E9%95%93%E7%94%B5%E8%B7%AF.pdf





PFC电路,硬开关电路上,PFC电路的损耗MOSFET主要由下面形成.
1,MOSFET的开关损耗. 2,MOSFET的Rds(on)正向导通损耗. 3,MOSFET的反向体内二极管续流损耗. 4,工作过程中的死区损耗.
由于氮化镓的特性,氮化镓FET(HEMT)开关损耗,体内二极管损耗,死区损耗相对MOSFET来说很小很小.主要是来于Rds(on)损耗. 所以采用氮化镓MOS的PFC电路效率会高出很多. 很容易实现99%的效率.




马达驱动/逆变器驱动:
由于氮化镓可以实现高频化,传统的IGBT或MOSFET由于是硅材料,频率很难提高.超过30K损耗将大大增加.但氮化镓FET, 高频是它的特性.所以可以提高工作频率来减小体积. 
IGBT由于体内慢速的二极管,而氮化镓体内没有真实的PN结,但有二极管的导通特性.在速度上是纳秒级的.远比IGBT体内二极管快.在这方面损耗小很多.无需在外并上一个高速二极管.

由地采用高频化,输出的电路波形干净很多.整体效率会提高3%以上.






关键词: 氮化镓GaN的实际应用: LLC电路     PFC电路         

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