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【泰克電源設計與測試】致工程師系列之三:高效GaN電源設計八部曲,泰克系列視頻課堂實操秘籍

2020-05-11 來源:微波射頻網 我要評論(0) 字號:

手把手,帶你解密GaN電源設計

作者:泰克科技

由于可以在較高頻率、電壓和溫度下工作且功率損耗較低,寬禁帶半導體(SiC 和GaN)現在配合傳統硅一同用于汽車和RF 通信等嚴苛應用中。隨著效率的提高,對Si、SiC和GaN器件進行安全、精確的測試,讓功率半導體設備更快上市并盡量減少設備現場出現的故障。

為幫助設計工程師厘清設計過程中的諸多細節問題,泰克與電源行業專家攜手推出“氮化鎵電源設計從入門到精通“8節系列直播課,氮化鎵電源設計從入門到精通,這個系列直播共分為八講,從0到1全面解密電源設計,帶工程師完整地設計一個高效氮化鎵電源,包括元器件選型、電路設計和PCB布線、電路測試和優化技巧、磁性元器件的設計和優化、環路分析和優化、能效分析和優化、EMC優化和整改技巧、可靠性評估和分析。

【泰克電源設計與測試】致工程師系列之三:高效GaN電源設計八部曲,泰克系列視頻課堂實操秘籍

第一步:元器件選型

對于工程師來說,GaN元器件相較于傳統的MOSFET而言有很多不同和優勢,但在設計上也帶來一定挑戰。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:電路設計和PCB Layout

工程師既要在各種設計規則之間做出取舍,又要兼顧性能、工藝、成本等各方面,電路設計和PCB LAYOUT經常是困擾很多工程師的難題。課程基于氮化鎵的電路設計和PCB LAYOUT展開深入探討和分析,詳細列舉氮化鎵與傳統的MOSFET設計上的區別,PCB LAYOUT相關注意事項等。

第三步:電路測試和優化技巧

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、從開環到閉環等多方面的調試,實物測量與理論分析相結合,為工程師提供了明確的優化思路。方案配置:參數化波形記錄器PCT 或 源表2410 + kickstart軟件。

第四步:磁性元器件的設計和優化

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撲和原理分析,還詳細介紹了GaN器件對諧振變換器性能的提升。通過變換器模型根據諧振頻率對諧振電感和主變壓器進行設計,通過泰克示波器進行磁性分析。方案配置:示波器MSO56+5-PWR+電源探頭。

第五步:環路分析和優化

穩定的反饋環路對開關電源非常重要,本場直播為大家帶來系統中反饋環路的作用,并詳細介紹了系統穩定性的要求和系統在實際應用中的性能指標,突出了補償網絡的重要性,以及詳盡講解了常用的補償網絡和設計補償網絡的步驟。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:能效分析和優化

詳細介紹瞬態干擾(EMS)的存在方式和對電子設備影響,其次對EMI關鍵的波形進行定量的計算分析;并分別以寄生天線和PCB板的角度對EMI進行信號來源進行大量實測分析。通過理論與實測相結合,為工程師帶來一場精彩的EMI的優化和整改技巧。方案配置:PA1K/3K+PWRview 軟件。

第七步:EMC優化和整改技巧

除了對電源概念進行說明,還根據國家標準對電源測試規范進行介紹。詳實講解了電源能效測試的目的、設備、環境、方法和主要參數的計算等。并通過優化變壓器、半導體、PFC電路、主變換器和次級電路來提升產品能效的途徑。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)根據電磁兼容可靠性EMC,講解了關于影響EMS和EMI的各類因素;2)電源平均無故障時間MTBF,詳細闡述與MTBF相關概念、實際意義和計算過程,以及評價MTBF的重要指標;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可靠性影響這三個方面,給出一定的設計意見指導及相關注意事項。方案配置:數字萬用表DAQ6510+Kickstar 軟件+熱電偶。

對Si、SiC和GaN器件進行安全、精確測試,觀看視頻、了解更多功率器件標定與選擇,https://www。tek。com。cn/power-efficiency/characterization-of-power-semiconductor。

關于泰克科技

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