高效GaN電源設(shè)計(jì)八部曲,泰克系列視頻課堂實(shí)操秘籍
2020-05-11
作者:泰克科技
來源:泰克電源設(shè)計(jì)與測試
由于可以在較高頻率,、電壓和溫度下工作且功率損耗較低,,寬禁帶半導(dǎo)體(SiC 和 GaN)現(xiàn)在配合傳統(tǒng)硅一同用于汽車和 RF 通信等嚴(yán)苛應(yīng)用中。隨著效率的提高,,對Si,、SiC和GaN器件進(jìn)行安全、精確的測試,,讓功率半導(dǎo)體設(shè)備更快上市并盡量減少設(shè)備現(xiàn)場出現(xiàn)的故障,。
為幫助設(shè)計(jì)工程師厘清設(shè)計(jì)過程中的諸多細(xì)節(jié)問題,泰克與電源行業(yè)專家攜手推出“氮化鎵電源設(shè)計(jì)從入門到精通“8節(jié)系列直播課,,氮化鎵電源設(shè)計(jì)從入門到精通,,這個(gè)系列直播共分為八講,從0到1全面解密電源設(shè)計(jì),,帶工程師完整地設(shè)計(jì)一個(gè)高效氮化鎵電源,,包括元器件選型,、電路設(shè)計(jì)和PCB布線、電路測試和優(yōu)化技巧,、磁性元器件的設(shè)計(jì)和優(yōu)化,、環(huán)路分析和優(yōu)化、能效分析和優(yōu)化,、EMC優(yōu)化和整改技巧,、可靠性評估和分析。
第一步:元器件選型
對于工程師來說,,GaN元器件相較于傳統(tǒng)的MOSFET而言有很多不同和優(yōu)勢,,但在設(shè)計(jì)上也帶來一定挑戰(zhàn)。課程從硅,、砷化鎵,、碳化硅、氮化鎵材料特性對比展開,,通過泰克儀器測試英飛凌GaN器件來進(jìn)行氮化鎵特性的測量與分析,。方案配置:示波器MSO5+光隔離探頭TIVH08+電壓及電流探頭+電源和IGBT town 軟件
第二步:電路設(shè)計(jì)和PCB Layout
工程師既要在各種設(shè)計(jì)規(guī)則之間做出取舍,又要兼顧性能,、工藝,、成本等各方面,電路設(shè)計(jì)和PCB LAYOUT經(jīng)常是困擾很多工程師的難題,。課程基于氮化鎵的電路設(shè)計(jì)和PCB LAYOUT展開深入探討和分析,,詳細(xì)列舉氮化鎵與傳統(tǒng)的MOSFET設(shè)計(jì)上的區(qū)別,PCB LAYOUT相關(guān)注意事項(xiàng)等,。
第三步:電路測試和優(yōu)化技巧
通過從低壓到高壓、從低頻到高頻,、從控制信號到主電路工作,、從開環(huán)到閉環(huán)等多方面的調(diào)試,實(shí)物測量與理論分析相結(jié)合,,為工程師提供了明確的優(yōu)化思路,。方案配置:參數(shù)化波形記錄器PCT 或 源表2410 + kickstart軟件。
第四步:磁性元器件的設(shè)計(jì)和優(yōu)化
基于GaN器件的LLC諧振變換器研究,,不僅針對GaN器件LLC諧振變換器的基本拓?fù)浜驮矸治?,還詳細(xì)介紹了GaN器件對諧振變換器性能的提升。通過變換器模型根據(jù)諧振頻率對諧振電感和主變壓器進(jìn)行設(shè)計(jì),,通過泰克示波器進(jìn)行磁性分析,。方案配置:示波器MSO56+5-PWR+電源探頭。
第五步:環(huán)路分析和優(yōu)化
穩(wěn)定的反饋環(huán)路對開關(guān)電源非常重要,,本場直播為大家?guī)硐到y(tǒng)中反饋環(huán)路的作用,,并詳細(xì)介紹了系統(tǒng)穩(wěn)定性的要求和系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中的性能指標(biāo),,突出了補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的重要性,以及詳盡講解了常用的補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)和設(shè)計(jì)補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的步驟,。方案配置:示波器MSO54+AFG 選件+5-PWR+信號注入器 J2100A+2 根 1X探頭,。
第六步:能效分析和優(yōu)化
詳細(xì)介紹瞬態(tài)干擾(EMS)的存在方式和對電子設(shè)備影響,其次對EMI關(guān)鍵的波形進(jìn)行定量的計(jì)算分析,;并分別以寄生天線和PCB板的角度對EMI進(jìn)行信號來源進(jìn)行大量實(shí)測分析,。通過理論與實(shí)測相結(jié)合,為工程師帶來一場精彩的EMI的優(yōu)化和整改技巧,。方案配置:PA1K/3K+PWRview 軟件,。
第七步:EMC優(yōu)化和整改技巧
除了對電源概念進(jìn)行說明,還根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)對電源測試規(guī)范進(jìn)行介紹,。詳實(shí)講解了電源能效測試的目的,、設(shè)備、環(huán)境,、方法和主要參數(shù)的計(jì)算等,。并通過優(yōu)化變壓器、半導(dǎo)體,、PFC電路,、主變換器和次級電路來提升產(chǎn)品能效的途徑。方案配置:RSA頻譜儀+EMCvu+探頭,。
第八步:可靠性評估和分析
三種電源的可靠性,,主要分為:1)根據(jù)電磁兼容可靠性EMC,講解了關(guān)于影響EMS和EMI的各類因素,;2)電源平均無故障時(shí)間MTBF,,詳細(xì)闡述與MTBF相關(guān)概念、實(shí)際意義和計(jì)算過程,,以及評價(jià)MTBF的重要指標(biāo),;3)PCB LAYOUT可靠性:分別針對PCB銅箔、元器件方向,、貼片元器件對PCB LAYOUT可靠性影響這三個(gè)方面,,給出一定的設(shè)計(jì)意見指導(dǎo)及相關(guān)注意事項(xiàng)。方案配置:數(shù)字萬用表DAQ6510+Kickstar 軟件+熱電偶,。
對Si,、SiC和GaN器件進(jìn)行安全、精確測試,,觀看視頻,、了解更多功率器件標(biāo)定與選擇,https://www.tek.com.cn/power-efficiency/characterization-of-power-semiconductor。
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