Napredna metodologija projektiranja prekidačkih istosmjernih pretvornika

(IP-2014-09-6405)

U ovom projektu razvija se napredna metodologija projektiranja prekidačkih istosmjernih pretvornika.

Gornja sklopka, donja sklopka, pobudni i upravljački sklopovi integrirani su u jednom pakiranju, što minimizira utjecaj parazitnih elemenata i omogućava prekapčanja do 10 MHz. Razvit će se pobudni sklop s visokopreciznom kontrolom signala gornje i donje sklopke, što će omogućiti optimiranje mrtvog vremena s obzirom na efikasnost pretvaranja i smanjenje gubitaka za bilo koju kombinaciju parametara pakiranja integriranog sklopa, vanjskih komponenata i tiskane pločice.

Posebna je pažnja posvećena projektiranju sklopa za pomak istosmjernog nivoa gornje sklopke. Osim što služi kao pobudni sklop za sklopke velike struje koje se nalaze na čipu, razvijeni pobudni sklop pobuđuje i vanjske pinove integriranog sklopa kako bi omogućio korištenje vanjskih sklopki.

Galij-nitrid (GaN) i silicij-karbid (SiC) poluvodički elementi predstavljaju obećavajuće rješenje za visokonaponske i visokoefikasne pretvornike. Istosmjerni pretvornici koji koriste GaN/SiC tranzistore mogu se optimirati korištenjem prethodno razvijenog pobudnog sklopa. Razvijena metodologija omogućit će evaluaciju efikasnosti GaN i SiC elemenata u visokonaponskim prekidačkim primjenama kao i projektiranje kvalitetno optimiranih pretvornika. Tiskana pločica na koju je zalemljen čip pretvornika predstavlja sljedeći ključni dio dizajna pretvornika i ima dominantni utjecaj na određivanje elektromagnetske kompatibilnosti i termičkih svojstava pretvornika.

Razvit će se simulacijsko okruženje koje omogućava elektromagnetsko-termičku kosimulaciju istosmjernih pretvornika. Provest će se statistička analiza parametara tiskane pločice i pakiranja integriranog sklopa kako bi se osiguralo da varijacije u proizvodnji ne narušavaju pouzdanost i efikasnost projektiranih pretvornika.