Hocheffizienter 600 W Galliumnitrid-Leistungstransistor-Bassverstärker

(https://epc-co.com/epc/Products/eGaNFETsandICs/EPC2204.aspx)
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Alles begann mit dem Design meiner neuen Lautsprecher. Als Hobby habe ich lange Zeit verschiedene Audioprojekte geliebt, manchmal ziemlich lang und komplex. Dieses Mal fiel mein Hobby mit einer möglichen zukünftigen Richtung der beruflichen Tätigkeit zusammen.





In den letzten Jahren haben sich Galliumnitrid (GaN) -Transistoren in der Leistungselektronik weiter verbreitet. Aufgrund ihrer hervorragenden Eigenschaften spielen diese Transistoren eine immer wichtigere Rolle bei Miniaturschaltwandlern verschiedener Typen mit sehr hohen Leistungsdichten, die häufig 100 W / cm 3 überschreiten . Der Wirkungsgrad von auf GaN-Transistoren basierenden Wandlern kann 99,5% erreichen. Aufgrund der Erweiterung des Umrechnungsfrequenzbereichs in Einheiten von MHz nehmen auch die magnetischen Komponenten (Drosseln, Transformatoren) erheblich an Größe ab.





Wandlerentwickler stehen jedoch vor zahlreichen Herausforderungen bei der Implementierung praktischer GaN-Transistordesigns. Die besten Vertreter kommen im Open-Frame-Design, die Treiber für die Ansteuerung der GaN-Transistoren sind ebenfalls recht klein. Angesichts der enormen Schaltgeschwindigkeiten besteht ein erhebliches Problem bei der Optimierung der Schaltungs- und Gate-Schaltungstopologie. Es sollte auch daran erinnert werden, dass in Galliumnitridtransistoren praktisch keine parasitären Körperdioden vorhanden sind , die von MOSFET-Schaltern bekannt sind, was die Anwendung beeinflusst.





, , , , .





, () GaN- :





  • 80 , 20





  • 600





  • 98%, 96%





  • 50





  • 1 , 10





  • 50 /





  • « » 1.5-15





  • (SMBus)





Vereinfachtes Blockdiagramm.
.

() Lattice MachXO2, . , , . , , , UVLO- - , , . . , , 5 . SMBus .





. 35 70 , . 76 36 18 , , , .





Verpackte Prototypen.
.

, , TDK/Epcos Ferroxcube, , , . . , .





Eigenresonanzfrequenz, gemessen mit einem Vektornetzwerkanalysator.
, .

, , 33 , 20 10 . , , . , " ", . - "" ( , ), , , .





Sättigungsstromdiagramm, Shunt 0,003 Ohm
, 0.003

LC- . , .





, . . () , , , , . 10 0.005%, 0.015%, "-0.5dB" - 0.035%. " ", 0.0005% , , .





Typisches harmonisches Spektrum bei 10 W.
10 .

, 200 .





. . , ERR SMBus-.





- dV/dt dI/dT , . .





Die Anstiegs- / Abfallzeit am Halbbrückenausgang beträgt weniger als 2 ns, der Swing beträgt ca. 50V.
/ 2 , 50.

- ( ) , (ADuM12x ) .





:





Blue Ray - Ausgangsspannung, Green Ray - Steuersignal.
- , - .

:





USB->I2C CH341A. , , .





, (buck-, boost- LLC) .





Universelles Zweiphasenmodul.
.

, . , PSemi , - , , . , PSemi PE29102, , NRND . - , , , -, , .





, EPC , , .





, , , , - , , , , . RevoGaN 8020.





- - .





:





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