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GaN Leistungsstufe für HF LLC Resonanzwandler

Shandro Gunanayagam

Titel

GaN Leistungsstufe für HF LLC Resonanzwandler

Autor/in

Datierung

03.01.2022

Beschreibung

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Optimierung eines 200W/48V HF LLC-Resonanzwandlers. Der
Schwerpunkt liegt bei der Auslegung einer Galliumnitird-Leistungsstufe, um die Schaltfrequenz des
Wechselrichters zu erhöhen. Dazu wird zu Beginn ein Konzept erstellt, in welchem die Erkenntnisse der
Recherche einfliessen. Das entwickelte Konzept, bestehend aus einer Galliumnitird-Leistungsstufe und einem
Synchrongleichrichter, wird mithilfe eines Simulationsmodells in PLECS genauer untersucht und validiert.
Das Konzept wird anschliessend zu einem konkreten Funktionmuster ausgearbeitet. Die Messergebnisse
zeigen, dass mit der neu entwickelten Leistungsstufe die Schaltfrequenz von 500kHz erreicht wird und das
der LLC-Resonanzwandler grundsätzlich funktioniert. Gemessene Diskrepanzen zur Theorie können in der
Simulation nachgebildet und begründet werden. Für diese werden in der Arbeit konkrete
Lösungsvorschläge dargelegt.

The aim of this project is to optimize an 200W/48V HF LLC resonant converter. The main focus is on the
design of a gallium nitrid power stage to increase the switching frequency of the inverter. For this purpose, a
concept is created in which the insights of the research were incorporated. The developed concept, consisting
of a gallium nitrid power stage and a synchronous rectifier, is examined and validated in PLECS using a
simulation model. The concept is then developed into a concrete working prototype.The experimental results
show that with the newly developed power stage the switching frequency of 500kHz is achieved and that the
LLC resonant converter principally works. Measured discrepancies to the theory can be reproduced and
justified with the simulation. For these, concrete solution proposals are presented in the project.

Urheberrechtshinweis