在電力電子應(yīng)用中,例如回彈轉(zhuǎn)換器或功率因子校正(?PFC ),開關(guān)電流通常被檢測到以控制高峰/谷電流模式或過電流保護(hù)。如表1所示,有幾種方法可以執(zhí)行這項(xiàng)任務(wù)。

表1:常用的測試方法

通常采用與主FET串聯(lián)的外部分流電阻或電流變壓器來執(zhí)行CS。這種新方法使用集成的電流傳感電阻,不需要外部供應(yīng)。

通過將CS加入GAN開關(guān),可以最大限度地減少感知電阻造成的損失,從而提高效率和增加熱耗散。此外,該解決方案優(yōu)化了門環(huán)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),從而實(shí)現(xiàn)了更清潔的門環(huán)源電壓(V)。 通用汽車公司 ),使源網(wǎng)與地面網(wǎng)之間建立直接連結(jié)。

傳統(tǒng)的CS方法和新的CS方法的比較如圖1所示。第一種方法使用離散的甘FET和外部R 感覺 電阻,而提出的解決方案使用一個(gè)集成的電流傳感電阻甘FET。請(qǐng)注意,需要增加一個(gè)IO(CS)。

來自CS的當(dāng)前輸出,是主FET電流的一部分(I 數(shù)據(jù)交換系統(tǒng) )。設(shè)置電阻(R 布景 )位于CS和SS之間以轉(zhuǎn)換電流(I 通信系統(tǒng) )至電壓(V 通信系統(tǒng) )。以后可以添加一個(gè)RC濾波器作為消除鈴聲和開關(guān)噪聲的可選措施。當(dāng)電流為4.0攝氏度至105攝氏度時(shí),要求的精確度在-3.5%至3.5%的范圍內(nèi),溫度為0-105攝氏度。這種精度水平足以滿足包括QR回彈、AHB和PFC在內(nèi)的幾個(gè)控制器的要求。

圖1:傳統(tǒng)解決方案與新解決方案的比較

整合系統(tǒng)服務(wù)的效益

綜合解決方案的主要好處如下:

· 通過最大限度地減少傳感電阻的損耗和消除熱熱點(diǎn)來提高效率。為了獲得與傳統(tǒng)離散系統(tǒng)相似的效率,可以使用具有更大R的集成系統(tǒng)從而獲得成本效益。

· KS可用于驅(qū)動(dòng),清潔驅(qū)動(dòng)環(huán)和地面。在離散方法中,由于共有源電感的存在以及R引起的電壓波動(dòng),不可能使用KS。

· 擬議的解決方案不需要額外供應(yīng)。這使解決方案變得緊湊和方便用戶。

· 簡單的遷移從傳統(tǒng)配置與感知電阻。通過使用0歐電阻,相同的電路板布局可以修改為兼容的新IC組件和傳統(tǒng)的離散電阻R。.

· 它很容易平行。

· 在新的IC元件中加入一個(gè)輔助電路將ESD從200V提高到2KV。一般而言,如果不采用與硅的ESD電路相比開發(fā)程度較低的GAN流程ESD電路,則GANFts的ESD等級(jí)較低。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果

提出的解決方案,可用一個(gè)5×6毫米Pdfn包,已測試使用400-V6-A雙脈沖測試(DDT),從而評(píng)估清潔的主FET開關(guān)特性和準(zhǔn)確和快速的電流感知性能。圖2顯示了所采用的DDT測試配置的示意圖。

圖2:雙脈沖測試的測試原理圖

圖3說明了400-V6-A硬開關(guān)和硬開關(guān)的FET開關(guān)行為。CS的性能是通過圖2中描述的DDT測試設(shè)備來評(píng)估的。當(dāng)V時(shí) 數(shù)據(jù)交換系統(tǒng) 兩聲道均小于其穩(wěn)定值的20% 通用汽車公司 和V 通信系統(tǒng) 顯示清楚的波形。我 L 把我規(guī)范化 通信系統(tǒng) 當(dāng)FET被啟用時(shí),反應(yīng)良好。在沒有FET的情況下, V 通信系統(tǒng) = 0 V and 我 通信系統(tǒng) = 0 A.

第五節(jié) 通信系統(tǒng) 是與我的 數(shù)據(jù)交換系統(tǒng) 使用一個(gè)數(shù)學(xué)函數(shù),結(jié)果表明它與 數(shù)據(jù)交換系統(tǒng) 在所有的級(jí)別上。所測得的電流響應(yīng)時(shí)間約為200n,這個(gè)值小于或等于普通控制器的空白時(shí)間。

圖3:400-V6-A多脈沖硬開關(guān)測試的結(jié)果

當(dāng)FET關(guān)閉時(shí),兩個(gè)排放電流(我 數(shù)據(jù)交換系統(tǒng) )及收集器電流(I 通信系統(tǒng) ),按比例減少至零。典型的情況下,在PFC和BKK轉(zhuǎn)換器中觀察到聚合物處理過程。

60瓦適配器

這個(gè)新設(shè)備還接受了商業(yè)性60-W高密度適配器的測試。對(duì)離散FET+R進(jìn)行簡單的調(diào)整 感覺 結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu) 感覺 零部件被淘汰。相反,這個(gè)單元的CS銷連接到控制器的CS銷。這使控制器能夠接收關(guān)于主FET電流的信息,該電流用于峰值電流調(diào)節(jié)和過流保護(hù)。

經(jīng)過兩小時(shí)的持續(xù)運(yùn)作(90V) 交流中心 , 20 V 在外面 這一裝置的溫度為92℃,安全地低于大約125℃的操作限制,因此不需要強(qiáng)制冷卻。

與傳統(tǒng)的離散GANFET+R相比,用時(shí)感解方法獲得了0.4%的效率效益。 感覺 接近。同樣的,一個(gè)便宜一點(diǎn)的家伙在大約350毫米的空間中,一個(gè)CS能力可以達(dá)到與一個(gè)由150毫米的空間所組成的傳統(tǒng)裝置相似的效率和熱性能, 以及感應(yīng)電阻(R g ).