[2018年IEEE第六届宽禁带功率器件与应用研讨会(WiPDA) - 美国佐治亚州亚特兰大市(2018.10.31-2018.11.2)] 2018年IEEE第六届宽禁带功率器件与应用研讨会(WiPDA) - 基于氮化镓的多电平变换器评估

摘要： 随着更小型GaN晶体管所占电路板空间的大幅缩减，那些需要更多有源器件（以此换取无源元件尺寸减?。┐佣迪指吖β拭芏鹊耐仄私峁贡涞酶呶Α？氐缛荻嗟缙阶黄骶褪悄苡行Ъ跎倩蛳拊丛牡湫屯仄私峁?。本文讨论了两种基于GaN的概念验证设计（三电平转换器）：一种适用于低压（LV）48V服务器应用，另一种适用于高压（HV）400V功率因数校正（PFC）电路。由于采用了更低品质因数（FOM）的器件，与两电平拓扑相比，本文开发的低压和高压转换器都实现了显著的效率提升。更小的无源元件尺寸（主要是电感器）也使低压转换器的功率密度大幅提升。本文还讨论了一种启动方案，该方案无需为顶部开关设置额外控制环路或高压额定器件。最后，针对采用GaN基三电平转换器作为前端、高频GaN基第二降压级实现48V至1V负载点（PoL）转换的两级中间总线架构（IBA），本文展示了其电气性能对比。研究考察了12V和6V两种中间总线电压选择方案，每种电压在特定负载电流范围内都展现出优势。