Badania symulacyjne przekształtnika DC/DC podwyższającego napięcie opartego o tranzystor GaN

• Autorzy: Paziewski Piotr

Identyfikatory

DOI

10.15199/13.2022.12.4

Warianty tytułu

EN

Simulation of a DC/DC boost converter based on a GaN transistor

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule zostały zaprezentowane wyniki badań symulacyjnych przekształtnika DC/DC podwyższającego napięcie. Badany układ przekształtnika oparty został o tranzystor w technologii azotku galu GaN. Skupiono się na stratach mocy występujących w łączniku. Przedstawiono sposób obliczenia indukcyjności dławika. Symulacje układu przekształtnika wykonano z wykorzystaniem pakietu PLECS. Dobór i obliczenia strat mocy w dławiku wykonano z użyciem narzędzia projektowego firmy Micrometals Arnold.

EN

The article presents the results of simulation of a DC / DC boost converter. The converter was based on a GaN transistor. The focus is on the power losses in the transistor. It also presents the method of calculating the inductance of the choke. The converter simulations were made using the software PLECS. The selection core and calculations of the choke power losses were performed with the use of a design tool by Micrometals Arnold.

Słowa kluczowe

PL

tranzystory GaN; przekształtnik DC/DC; energoelektronika

EN

transistors GaN; DC/DC converter; power electronics

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2022
• Tom: Vol. 63, Nr 12
• Strony: 28--31
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Paziewski Piotr

• Wydział Elektroniki, Instytut Systemów Elektronicznych, Wojskowa Akademia Techniczna, Warszawa

Bibliografia

• [1] Marek Suproniuk, Mariusz Wierzbowski, Piotr Paziewski, Effect of generation rate on transient photoconductivity of semi-insulating 4H-SiC, SCIENTIFIC REPORTS, 10, 1, 2020.
• [2] M. Suproniuk, P. Kamiński, R. Kozłowski, M. Pawłowski, M. Wierzbowski, Current status of modelling the semi-insulating 4H–SiC transient photoconductivity for application to photo-conductive switches, Opto-Electronics Review 2017.
• [3] M. Suproniuk, P. Kamiński, R. Kozłowski, M. Teodorczyk, A. Mirowska, E. Majda-Zdancewicz, M. Wierzbowski, K. Piwowarski, P. Paziewski, Semi-insulating GaP as a material for manufacturing photoconductive semiconductor switches, Proceedings of SPIE 11055, XII Conference on Reconnaissance and Electronic Warfare Systems, 2018, Oltarzew, Poland.
• [4] Piotr Paziewski, Henryk Supronowicz, Marek Suproniuk, Przekształtnik DC/DC podwyższający napięcie z wykorzystaniem tranzystora w technologii GaN, Przegląd Elektrotechniczny, R. 93, nr 10, 2017.
• [5] Subhendu Bikash Santra, Aratrika Roy, Debashis Chatterjee, Design of bootstrap capacitor based GaN-FET driver for improvement in transient performance of DC-DC converter, 2020 IEEE International Conference on Power Electronics, Smart Grid and Renewable Energy, 2-4 Jan. 2020, Cochin, India.
• [6] Piotr Czyż, Andrzej Reinke, Michał Michna, Zastosowanie tranzystorów GaN w wysokoczęstotliwościowych przekształtnikach DC/DC, Przegląd Elektrotechniczny, R. 93, nr 1, 2017.
• [7] 07884476 Rakesh Ramachadran, Morten Nymand, Effectively paralleling GaN FETs to achieve ultra-high efficiency in an isolated DC-DC converter, 5th International Conference on Renewable Energy Research and Applications, 20-23 Nov 2016, Birmingham, UK.
• [8] Yuanchao Liu, Ke Li, Weiping Zhang, Xiaoqiang Zhang, GaN-based high efficiency and high power density DC/DC power supply, 2018 1st Workshop on Wide Bandgap Power Devices and Applications in Asia, 16-18 May 2018, Xi’an, China.
• [9] Lei Kou, Juncheng Lu, A GaN and Si hybrid solution for 48V-12V automotive DC-DC application, 2020 IEEE Energy Conversion Congress and Exposition, 11-15 Oct. 2020, Detroit, MI, USA.
• [10] Cai Si-Yuan, He Jun-Ping, Li Zi-Fan, Resonant DC/DC converter with class Φ2 inverter and class DE rectifier based on GaN HEMT, 2020 22nd European Conference on Power Electronics and Applications, 7-11 Sept. 2020, Lyon, France.
• [11] Milad Moradpour, Gianluca Gatto, A new SiC-GaN-based two-phase interleaved bidirectional DC-DC converter for plug-In electric vehicles, 2018 International Symposium on Power Electronics, Electrical Drives, Automation and Motion, 20-22 June 2018, Amalfi, Italy.
• [12] Hiroaki Matsumori, Takashi Kosaka, Kisho Sekido, Kitae Kim, Takashi Egawa, Nobuyuki Matsui, Isolated DC-DC converter utilizing GaN power device for automotive application, 2019 IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition, 17-21 March 2019, Anaheim, CA, USA.
• [13] Jacek Rąbkowski, Tranzystory GaN w falowniku mostkowym o wysokiej częstotliwości przełączeń (250 kHz), Przegląd Elektrotechniczny, R. 92, nr 5, 2016.
• [14] Michaël Notarianni, Benoit Messant, Paul Maynadier, Using GaN HFET to replace MOSFET in DC/DC for space applications, 2019 European Space Power Conference, 30 Sept.-4 Oct. 2019, Juan-les-Pins, France.
• [15] GS66516T Datasheet.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).