[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) - 软开关应用中高压E模式GaN HEMT的损耗特性与分析

摘要： 近年来，宽禁带（WBG）器件因其相较于硅材料的卓越性能，在电力电子领域的应用呈现急剧增长态势。虽然氮化镓（GaN）器件能提供优异的效率和功率密度参数，但高频运行会限制这些优势的发挥。这为基于高频软开关拓扑的实现留下了发展空间——当其与GaN结合时，既能缩小变换器体积又可同步提升效率。在此独特组合中，精确设计并分析变换器整体损耗至关重要。典型变换器设计流程始于详细的损耗估算分析，其中半导体损耗占据主要部分。传统解析法估算软开关半导体损耗的精度不足，因其主要依赖瞬时电路条件。对于软开关拓扑而言，需要监测瞬时开关电压和电流才能准确测定开关损耗，这将形成更真实的半导体损耗评估，进而有助于优化变换器设计与分析。因此，本文研究并验证了采用增强型（E-mode）GaN器件在常规拓扑中实现软开关条件下的损耗特性分析与表征。