设计经验教训 在评估光伏电路中EZ-GaN HEMT器件性能的过程中在逆变器方面,我们学到了一些新的经验教训。这些经验可以帮助设计师避免一些障碍,下面列出了Transphorm在早期开发GaN基电路时遇到的问题。 高功率下快速切换的挑战 EZ-GAN可以消除桥式反并联二极管 更高的频率不仅仅是缩小尺寸 第一个障碍与GaN器件的高di/dt有关。当设计的目标是减少切换时损耗,整个电路的电感是至关重要的。EZ-GAN部件将以高达450 A/µs的速度切换开关频率;因此,产品内部的电感以及电路布局批评的从逆变桥中消除反并联二极管可以降低成本和尺寸,并提高性能因为GaN晶体管的Qrr是等效超结硅MOSFET的1/50。这实现更高的效率和更高的频率运行。 显然,使用更高的频率可以缩小用于连接到网格的滤波器的大小。什么不是这样显而易见的是,同时实现更高效率的可能性。 这些建议的详细信息可从Transphorm网站获得,该网站需要NDA或最近在2013年亚太经合组织(APEC)上举办的研讨会,并包含在其交易中。 光伏逆变器实现性能里程碑最近在日本Intersolar和2013年APEC上引入了全GaN解决方案的实施。 这两个展览都包括安川电气设计和制造的4千瓦光伏逆变器的演示利用Transphorm的GaN 600-V HEMT设备和电源模块。该装置(图5)具有一个演示的 效率超过98%,并且比基于IGBT的同类产品小得多,重量也轻得多 版本由于需要散热和输出过滤器组件,因此总体系统成本也会受益 小得多。 图5。可比4千瓦光伏逆变器的尺寸比较(安川电气提供) 结论 Transphorm的600-V GaN硅HEMT和二极管的JEDEC鉴定等最新进展这些器件清楚地驳斥了GaN仅用于低压应用的概念。光伏逆变器本文进一步强调了在大容量主流应用程序中使用该技术的现实和好处。 附录:探针效应 “观察者效应”一词指的是观察行为对正在观察的现象所产生的变化观察。在电子学中,这通常被称为探针效应,用于描述微量的效应指万用表、示波器或其他探针可能引入的电容、电阻或电感装置在获取波形时,如图3所示,必须考虑探头效应。甘开关的电路切换速度超过150 V/ns,甚至可以推高至500 V/ns,与通常以高速开关的硅技术相比小于50 V/ns。开关管上的快速电流瞬变节点可以在测量探针中感应电压振铃。因此,在测试过程中示波器上看到的电压测量可能是测量的产物,并且不是节点上的实际电压。 示波器探头的接地线长度最大正确捕捉瞬态过程中的重要事项开关节点电压。Transphorm使用一种特殊的探针用尽可能短的接地线连接到示波器探头的外圈(如图所示) (附图)示波器的尖端和接地必须直接放在设备导线上。(A)更详细该测量技术的解释见附录申请说明可从Transphorm获得保密协议。) |