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Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik
Forschung

AGaNDrive

GaNius - Energieeffiziente Leistungselektronik

Adaptive GaN Gate Treiber mit inductive feed-forward

Energieeffizientes Design ist abhängig von der maximal zu erreichenden Schaltfrequenz und der damit einhergehenden Abnahme der dominierenden Schaltverluste. Hohe Schaltfrequenzen ermöglichen zudem den Einsatz kleinerer passiver Komponenten, welche wiederum zu einer Reduzierung hinsichtlich der Größe und des Gewichts des Systems führen. Durch diese Zusammenhänge können ebenso Kosten gespart werden und der ökologische Fußabdruck gemindert werden. GaN-HEMTs sind die dafür zu verwendenden Halbleiter in schnellschaltenden Leistungsmodulen im 600 V Bereich.

Im Vorhaben AGanDrive werden die vorhandenen Möglichkeiten von GaN-HEMTs für eine Erhöhung der Schaltfrequenz untersucht. Hierfür wird ein adaptiver aktiver Gate Treiber für GaN-HEMTs entwickelt, welcher geringste Schaltverluste im hart schaltenden Betrieb erziehlt und gleichzeitig Schwingungen und Overshoots minimiert. Insbesondere für die Effizienzerhöhung wird das iFF-Verfahren (inductive feed-forward) eingesetzt, bei welchem hohe Gateströme trotz Einhaltung einer moderaten Größe der Ausgangsstufe erzielt werden.

  • Design und Auslegung von gekoppelten Induktivitäten
  • Numerische Simulation frequenzabhängiger Induktivitäten und Widerstände mit FastHenry und Ansys Q3D
  • Optimierung des iFF-Verfahrens zur Reduzierung der Schaltverluste

Dieses Projekt wird durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) unter der Förderkennung DFG Priority Programme 2312 gefördert.

Chip eines entwickelten konfigurierbaren Gate Treibers
Adaptiver Gate Treiber mit geschalteten Quellen und sequentieller Optimierung
Aktiver Gate Treiber mit inductive feed-forward und schaltbaren Quellen

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