《基於GaN 功率電晶體的高功率密度分散式電源系統的研究》是依託南京航空航天大學，由任小永擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於GaN 功率電晶體的高功率密度分散式電源系統的研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：任小永
- 依託單位：南京航空航天大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
作為第三代半導體代表的氮化鎵(Gallium Nitride, GaN)具有飽和電子漂移速度高、熱導率高、介電常數小、抗輻射能力強的特性被視為矽材料替代品，是高頻、高壓、高溫和大功率套用的首要選擇，它的出現為功率變換系統的高頻化打下堅實基礎。本項目將致力於高精度、高計算效率GaN功率電晶體模型研究，用於對GaN功率電晶體電路仿真、損耗分析和最佳化設計；開展GaN功率電晶體的驅動技術、變換器的結構及控制技術的研究，以充分發揮新器件的優越性；最佳化MHz 級磁性元件的設計方法、損耗分析模型，探討磁芯損耗測試方法，以保障高功率密度和熱可靠性的設計；探討負載點變換器（Point of Load，POL）三維集成的方法以及熱處理技術，以實現高密度、高效率、高可靠供電。
結題摘要
氮化鎵(Gallium Nitride, GaN)具有飽和電子漂移速度高、熱導率高、介電常數小、抗輻射能力強的特性被視為矽材料替代品，是高頻、高壓、高溫和大功率套用的首要選擇，它的出現為功率變換系統的高頻化打下堅實基礎。 本項目提出一種基於負載跳變檢測算法的負載前饋控制策略，提高了三相Vienna整流器的動態性能，最佳化了系統效率；提出多種變導通時間控制策略改善了對單相PFC系統的輸入諧波；分析了高壓GaN器件封裝對其寄生參數的影響以及寄生參數對LLC諧振變換器的影響並提出設計準則；提出一種輸入串聯輸出準並聯的多路輸出變換器架構提高了DC-DC系統的效率；探討了車載雙向DC-DC和DC-DC功率密度的提升方式和控制方式；提出了三電平、多電平驅動方式提高了驅動的可靠性，解決了反嚮導通損耗高的問題；研究了器件在高頻/超高頻的套用拓撲設計和控制方式，提高了系統的集成度；針對GaN在非接觸供電系統的套用，研究了變壓器的設計和補償方法。 研究完成了計畫目標，研究結果為GaN器件的套用提供了有效的參考。
