[发明专利]一种eGaN HEMT功率变换器驱动电阻的选择方法

说明书

本发明公开了一种eGaN HEMT功率变换器驱动电阻的选择方法。步骤主要包括：依照半导体器件数据表将部分非线性参数进行曲线拟合，得到对应的线性关系，并且依据线性化的结果，得到线性化的器件模型；统计等效电路中的全部变量，并且对部分变量进行简化，以简化后的变量为基础，对功率变换器的开关过程以及振铃阶段进行建模；计算并设置初值，使用数学工具对所建模型进行求解，对比模型分析结果与实验结果。本发明相比传统的eGaN HEMT开关过程分析方法，具有着近似的精确性但方法简单，能够帮助工程师们更好的设计驱动电路并使用eGaN HEMT。

技术领域

本发明属于新型器件的建模领域，涉及一种eGaN HEMT功率变换器驱动电阻的选择方法。

背景技术

增强型氮化镓高电子迁移率晶体管(eGaN HEMT)相比于硅基开关管，其具有超快的开关速度，可以在兆赫兹的开关频率下进行工作，因此eGaN HEMT变换器具有着较高的功率密度。但eGaN HEMT对驱动回路的要求较高，在使用中容易产生过电压以及误导通的问题，且不合理的驱动回路会对影响整机效率。所以，对eGaN HEMT变换器进行建模分析，设计合理的驱动参数对于正确使用eGaN HEMT来说非常重要。

目前已有很多以Si MOSFET为主的硅基开关管建模分析方法，虽然硅基开关管和eGaN HEMT有着近似的结构，但eGaN HEMT具有着更快的开关速度和许多非线性参数，所以此类建模分析方法并不适用。而现有的eGaN HEMT开关分析方法中模态繁杂，需要对每一个模态进行独立建模分析，难以应用于多器件的功率变换器。因此，需要一种eGaN HEMT功率变换器驱动电阻的选择方法以帮助对驱动电阻进行选择。

发明内容

本发明公开了一种eGaN HEMT功率变换器驱动电阻的选择方法。步骤主要包括：依照半导体器件数据表将部分非线性参数进行曲线拟合，得到对应的线性关系，并且依据线性化的结果，得到线性化的器件模型；统计等效电路中的全部变量，并且对部分变量进行简化，以简化后的变量为基础，对功率变换器的开关过程以及振铃阶段进行建模；计算并设置初值，使用数学工具对所建模型进行求解，对比模型分析结果与实验结果。本发明相比传统的eGaN HEMT开关过程分析方法，具有着近似的精确性但方法简单，能够帮助工程师们更好的设计驱动电路并使用eGaN HEMT。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一种eGaN HEMT功率变换器中驱动电阻的选择方法的具体分析流程图；

图2为非线性结电容的曲线拟合结果；

图3为非线性通道电流的曲线拟合结果；

图4为此模型下boost变换器的等效电路；

图5为二次升压变换器的等效电路以及所选取的环路情况；

图6为半导体器件开关切换过程图；

图7为分析结果与实验结果的对照图；

图8为不同驱动电阻下变换器样机的效率图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施步骤如下：

S1：对变换器中的eGaN HEMT和二极管进行线性化的处理；