Tranzystory GaN w falowniku mostkowym o wysokiej częstotliwości przełączeń (250kHz)

• Autorzy: Rąbkowski J.

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2016.05.09

Warianty tytułu

EN

Design and construction of the H-bridge inverter using Gallium Nitride (GaN) Gate Injection Transistors

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule omówiono zagadnienia związane z projektowaniem i budową falownika mostkowego wykorzystującego azotkowo-galowe (GaN) tranzystory typu Gate Injection Transistors (GIT). Przedstawione są podstawowe właściwości tych tranzystorów wraz z tematyką dotyczącą ich sterowników bramkowych. Następnie zaprezentowany jest model laboratoryjny falownika o mocy 2kVA pracującego z częstotliwością przełączeń równą 250kHz. Artykuł ilustrowany jest wynikami badań laboratoryjnych.

EN

The paper discuses issues related to design and construction of the H-bridge inverter using Gallium Nitride (GaN) Gate Injection Transistors (GIT). Basic features of the transistors are shown together with gate driver topics. Then, a laboratory model of the 2kVA inverter operating at switching frequency of 250 kHz is presented. The paper is illustrated with experimental results.

Słowa kluczowe

PL

azotek galu; falownik jednofazowy; sterownik bramkowy

EN

gallium nitride; single-phase inverter; gate driver

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2016
• Tom: R. 92, nr 5
• Strony: 45--48
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Rąbkowski J.

• Politechnika Warszawska, Instytut Sterowania i Elektroniki Przemysłowej, ul. Koszykowa 75, 00-662 Warszawa

Bibliografia

• [1] Barlik R., Rąbkowski J., Nowak M., Przyrządy mocy z węglika krzemu (SiC) i ich zastosowanie w energoelektronice, Przegląd Elektrotechniczny, 82 (2006), nr 11,1-8
• [2] Rąbkowski J. Peftitsis D., Nee H.P., SiC power transistors – a new era in power electronics is initiated, IEEE Industrial Electronics Magazine, 6 (2012), n.2, 17-26
• [4] Kaminski N., State of the art and future of wide band-gap devices, Proc. of European Conference on Power Electronics and Applications EPE, 2009, 1-9
• [5] Kikkawa T. et al. ,Commercialization and reliability of 600 V GaN power switches, IEEE International Reliability Physics Symposium (IRPS), 2015
• [6] Y.-F. Wu et al, Performance and Robustness of First Generation 600-V GaN-on-Si Power Transistors, The 1st IEEE Workshop on Wide Bandgap Power Devices and Applications (WiPDA), 2013, S1-002.
• [7] GaN Technology Overviev, Efficient Power Conversion, 2012 (epc-co.com/epc/)
• [8] Reusch D., Strydom J., Evaluation of Gallium Nitride Transistors in High Frequency Resonant and Soft-Switching DC–DC Converters, IEEE Transactions on Power Electronics, 30 (2015), n. 9, 5151-5158.
• [9] Huang X., Liu Z., Li Q., Lee F.C., Evaluation and Application of 600V GaN HEMT in Cascode Structure, IEEE Transactions on Power Electronics, 29 (2015), n.5, 2453-2461
• [10] Uemoto Y. et al., Gate Injection Transistor (GIT) - A normally-Off AlGaN/GaN Power Transistor Using Conductivity Modulation, IEEE Transaction on Electron Devices, 54 (2007), n.12, 3393-3399
• [11] Ishida M., Ueda T., Tanaka T., Ueda D., GaN on Si Technologies for Power Switching Devices, IEEE Trans. On Electron Devices, 60 (2013), n.10, 3053-3059
• [12] Ueda T., Recent Advances and Future Prospects on GaNbased Power Devices, Proc. of the International Power Electronics Conference - ECCE Asia, 2014, 2075-20178
• [13] Ueda D., Fukuda T., Nagai S., Sakai H., Otsuka N., Morita T., Negoro N., Ueda T., Tanaka T., Present and Future of GaN Power Devices, Proc. of 8th Conference on Integrated Power Systems CIPS 2014, 1-5.
• [14] Morita T., Tamura S., Anda Y., Ishida M., Uemoto T., Ueda T., Tanaka D., Ueda D., 99,3% efficiency of Three-Phase Inverter for Motor Drive Using GaN-based Gate Injection Transistors, 26th IEEE Applied Power Electronics Conference, 2011, pp. 481-484.
• [15] Yifeng Wu, Kebort D., Guerrero J., Yea S., Honea J., High Frequency GaN Diode-free Motor Drive Inverter with Pure Sine-wave Output, Proceedings of PCIM 2012, Nurnberg
• [16] Hensel A., Wilhelm C., Kranzer D., Application of a new 600V GaN Transistor in Power Electronics for PV Systems, 15th Int. Power Electronics and Motion Control Conference, 2012
• [17] Tuysuz A., Bosshard R., Kolar J.W. , Performance Comparison of a GaN GIT and a Si IGBT for High-speed Drive Applications, Proc. of Int. Power Electronics Conference, 2014, 1904-1911
• [18] Rąbkowski J., Barlik R., Experimental evaluation of GaN gate Injection Transistors, Przegląd Elektrotechniczny 91 (2015), nr 3, 9-12
• [19] Brueske S., Fuchs F.W, Analysis of the Switching Behaviour of 650 V GaN Semiconductors and Design of a Two-Step Gate Voltage Driver, Proc. of PCIM Europe, 2015, 1369-1376.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.