Możliwości zastosowania tranzystorów MOSFET na bazie SiC oraz GaN w falowniku klasy DE

• Autorzy: Przybyła K.

Warianty tytułu

EN

Possible application of SiC and GaN MOSFET transistors in class DE inverter

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W początkowej części artykułu przedstawiono podstawowe różnice tranzystorów MOSFET na bazie węglika krzemu (SiC) oraz azotku galu (GaN) w porównaniu do tranzystorów krzemowych (Si). Następnie objaśniono pracę optymalną falownika klasy DE i zaproponowano jego prosty model, który służy do określenia maksymalnej częstotliwości pracy. Wykorzystując model oraz parametry katalogowe wybranych tranzystorów obliczono, że falowniki z tranzystorami GaN mogą pracować przy wyższej częstotliwości niż falowniki z tranzystorami Si i SiC.

EN

In the initial part of the paper, basic differences between MOSFET transistors based on silicon carbide (SiC) or gallium nitride (GaN) and silicon transistors (Si) are presented. The next part contains explanation of optimal operation mode of Class DE inverter. Simple model of inverter is presented, it is used to estimate maximum operation frequency. It has been evaluated on the basis of this model and parameters from datasheets of selected transistors, that inverter with GaN transistors can operate at higher frequency that inverter with Si and SiC transistors.

Słowa kluczowe

PL

MOSFET; SiC; GaN; falownik klasy DE

EN

MOSFET; SiC; GaN; class DE inverter

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Śląskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Politechniki Śląskiej. Elektryka
• Rocznik: 2016
• Tom: z. 3-4
• Strony: 23--33
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz.

Twórcy

autor

Przybyła K.

• Politechnika Śląska Wydział Elektryczny, Katedra Energoelektroniki, Napędu Elektrycznego i Robotyki, ul. B. Krzywoustego 2, 44-100 Gliwice

Bibliografia

• 1. Mino K., Yamada R., Kimura H., Matsumoto Y.: Power Electronics Equipments Applying Novel SiC Power Semiconductor Modules. 2014 International Power Electronics Conference (IPEC-Hiroshima 2014 - ECCE-ASIA)
• 2. Choi J., Tsukiyama D., Tsuruda Y., Rivas J.: 13.56 MHz 1.3 kW Resonant Converter with GaN FET for Wireless Power Transfer. 2015 IEEE Wireless Power Transfer Conference (WPTC). Boulder, CO
• 3. Gu L., Liang W., Raymond L., Rivas J.: 27.12MHz GaN Bi-directional Resonant Power Converter. 2015 IEEE 16th Workshop on Control and Modeling for Power Electronics (COMPEL). Vancouver, BC
• 4. Peng K., Santi E.: Class E Resonant Inverter Optimized Design for High Frequency (MHz) Operation Using eGaN HEMTs. 2015 IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition (APEC). Charlotte, NC
• 5. Haehre K., Hildebrandt N., Kling R., Heering W.: Class-E Amplifier with SiC-MOSFET switching at 2.5 MHz. PCIM Europe 2014; International Exhibition and Conference for Power Electronics, Intelligent Motion, Renewable Energy and Energy Management. Nuremberg, Germany
• 6. Yoshizawa K., Tanaka T., Hiraki E., Okamoto M.: MHz-class High-frequency Softswitching GaN-based Inverter for Wireless Power Transmission via Electromagnetic Resonance. 2014 International Electronics and Application Conference and Exposition (PEAC). Shanghai
• 7. Denk F., Haehre K., Kling R., Heering W.: Minibloc SiC-MOSFET in a resonant Half- Bridge Inverter operating in the MHz-Range. PCIM Europe 2015; International Exhibition and Conference for Power Electronics, Intelligent Motion, Renewable Energy and Energy Management. Nuremberg, Germany
• 8. Kasprzak M., Falowniki rezonansowe klasy D i DE o częstotliwościach pracy do 13,56 MHz, monografia habilitacyjna, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, ISBN 978-83-7880-037-8, Gliwice 2013
• 9. Koizumi H., Iwadare M., Mori S., Ikeda K., A class D type high frequency tuned power amplifier with Class E switching conditions, Int. Symp. on Circuits and Systems, London, vol. 5, (1994), 105-108
• 10. Graovac D.: Parasitic Turn-on of Power MOSFET – How to avoid it? Nota aplikacyjna Infineon 2008
• 11. ROHM Semiconductor: SiC Power Devices and Modules. Nota aplikacyjna 2013
• 12. GaN Systems: How to Drive GaN Enhancement Mode Power Switching Transistors. Nota aplikacyjna 2014
• 13. Recht F., Zan Z., Wu Y.: Characteristics of Transphorm GaN Power Switches. Nota aplikacyjna
• 14. Colino S., Beach R.: Fundamentals of Gallium Nitride Power Transistors. Nota aplikacyjna EPC
• 15. Karta katalogowa tranzystora SIHG47N60S
• 16. Karta katalogowa tranzystora APT5010JFLL
• 17. Karta katalogowa tranzystora STP9NK70Z
• 18. Karta katalogowa tranzystora VS-FA72SA50LC
• 19. Karta katalogowa tranzystora C2M0080120D
• 20. Karta katalogowa tranzystora CAS120M12BM2
• 21. Karta katalogowa tranzystora SCT30N120
• 22. Karta katalogowa tranzystora EPC2025
• 23. Karta katalogowa tranzystora GS66516T
• 24. Karta katalogowa tranzystora NTP8G206N
• 25. Karta katalogowa tranzystora DE275