Broadband power electronics controlled voltage source with output stage based on GaN transistors

• Autorzy: Gwóźdź M.

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2018.05.12

Warianty tytułu

PL

Szerokopasmowe energoelektroniczne sterowane źródło napięcia ze stopniem mocy bazującym na tranzystorach GaN

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The work presents the power electronics controlled voltage source (VCVS) with a modified sigma-delta modulator (SDM) in the control section. The modulator includes an analog comparator with dynamic hysteresis instead of a latched comparator, being typically used in single-bit SDMs. Thank to this feature a resolution of the SDM output signal is, theoretically, unlimited. Due to very high frequency of the SDM output bit stream in the power stage of VCVS the GaN transistors are used. Planned field of application of the converter is an Automated Test Equipment (ATE). In the work the converter’s operation basics and selected results of its simulation model studies are presented.

PL

W pracy zaprezentowano energoelektroniczne sterowane źródło napięcia ze zmodyfikowanym modulatorem sigma-delta w bloku sterowania. Modulator zawiera komparator z dynamiczną pętlą histerezy zamiast, typowo stosowanego, komparatora „zatrzaskowego”. Dzięki temu rozdzielczość sygnału wyjściowego modulatora jest, teoretycznie, nieskończona. Z powodu znacznej wartości częstotliwości strumienia bitowego na wyjściu modulatora, w bloku wykonawczym użyto tranzystorów GaN. Planowanym polem zastosowań źródła napięcia jest sprzęt do testowania urządzeń elektrycznych dużej mocy. W pracy przedstawiono zasadę działania źródła oraz przedstawiono wybrane wyniki badań jego modelu symulacyjnego.

Słowa kluczowe

EN

converter topology; GaN transistor; pulse modulation; reference voltage generator

PL

struktura przekształtnika; tranzystor GaN; modulacja impulsowa; generator napięcia wzorcowego

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2018
• Tom: R. 94, nr 5
• Strony: 70--73
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Gwóźdź M.

• Poznan University of Technology, Institute of Electrical Engineering and Electronics, Piotrowo 3A Street, 60965 Poznań, POLAND

Bibliografia

• [1] Kester W., The Data Conversion Handbook, Analog Devices Inc., Newnes, (2005)
• [2] de la Rosa J.M., Sigma-Delta Modulators: Tutorial Overview, Design Guide, and State-of-the-Art Survey, Circuits and Systems I: Regular Papers, IEEE Transactions on, Vol. 58, Issue: 1, (2011)
• [3] Palmer R., Design Considerations for Class-D Audio Power Amplifiers, Application Raport (SLOA031), Texas Instruments,(1999)
• [4] Boudreaux R., Gaboriau J., Hagge M., Melanson J, Zhang L., Real-Time Power Supply Compensation for Noise-Shaped Class D Amplifier, 117th AES Convention, San Francisco, CA, (2004)
• [5] Sorensen J., Sigma-delta conversion used for motor control, Technical article, Analog Devices, Inc.: http://www.analog.com/en/products/analog-to-digitalconverters/precision-adc-10msps/isolated-adconverters/ad7405html#product-reference. Accessed: January 2016
• [6] Rozanov Y., Ryvkin S., Chaplygin E., Voronin P., Fundamentals of Power Electronics: Operating Principles, Design, Formulas, and Applications, CRC Press, hardcover, ISBN 97814822987961, (2015)
• [7] Gwóźdź M., Matecki D., Power Electronics Inverter with a Modified Sigma-Delta Modulator and an Output Stage Based on GaN E-HEMTs, Advanced Control of Electrical Drives and Power Electronic Converters, Springer, London, (2017), ISBN: 978-3-319-45735-2, 327-338
• [8] Gwóźdź M. , Krystkowiak M., Wideband power electronics voltage and current sources (in Polish), Przegląd Elektrotechniczny, No 11, (2011), 37-40
• [9] Jain A., Muthusubramaniam N., Pavan S., Analysis and Design of a High Speed Continuous Time Delta Sigma Modulator Using the Assisted Opamp Technique, IEEE Journal of Solid State Circuits , (2012)
• [10] Auer M., Karaca T., Spread spectrum techniques for Class-D audio amplifiers to reduce EMI, e & i Elektrotechnik und Informationstechnik, Springer Vienna, Vol. 133, ISSN: 0932383X, (2016), 43-47
• [11] GS61008T – GaN Systems product page: http://www.gansystems.com/gs61008t.php. Accessed: March 2017.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).