GaN-Leistungsumrichter

Eines der Ziele des gemeinsam mit der Technischen Universität Berlin betriebenen Joint Lab Power Electronics ist es, mit Schaltungsdemonstratoren das Potenzial der von uns entwickelten GaN-Leistungstransistoren zu zeigen.

GaN-basierter 1 kW DC-DC Konverter

Betrieb eines diodenlosen Halbbrückenkonverters mit zwei GaN-Leistungstransistoren — Betrieb eines diodenlosen 1 kW Halbbrückenkonverters mit zwei 75 mOhm GaN-Leistungstransistoren aus dem FBH. Links: 300 V Schalttransienten bei 250 kHz Betrieb und Verlauf des Stroms an der induktiven Last, rechts: Verlustleistung in Abhängigkeit von umgesetzter Leistung und Schaltfrequenz.

In diesem Zusammenhang wurde unter anderem ein halbbrückenbasierter Tiefsetzsteller mit zwei 75 mOhm FBH-Transistoren entworfen und aufgebaut. Der Konverter nutzt die Rückwärtsleitfähigkeit der GaN-Leistungstransistoren aus und verzichtet somit komplett auf Freilaufdioden.

Der Konverter wurde bei 300 V mit Taktfrequenzen bis 250 kHz betrieben und der Konversionswirkungsgrad mit einem speziellen Messaufbau kalorimetrisch bestimmt. Für 250 kHz Taktfrequenz wurde bei 800 W Ausgangsleistung ein Wirkungsgrad von 97,3% erreicht, bei 125 kHz Taktfrequenz steigt der Wirkungsgrad auf 98,1%.