Un estudio de transferencia de señal y potencia integrada para compactos controladores de puerta MOSFET aislados de SiC
Autores: Garcia, Jorge; Saeed, Sarah; Gurpinar, Emre; Castellazzi, Alberto
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Disponible con Suscripción Virtualpro
Artículos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
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Consultas: 7
Citaciones: Sin citaciones
Este trabajo discute un nuevo conjunto de implementaciones alternativas de circuitos aislados de controlador de puerta para transistores electrónicos de potencia. Las topologías propuestas para el controlador han sido diseñadas específicamente para el MOSFET de potencia de SiC. Se discuten tres soluciones diferentes, todas proporcionando la señal de comando requerida para encender y apagar la puerta con aislamiento galvánico, pero también suministrando energía al lado secundario del controlador mediante transformadores magnéticos. Las soluciones resultantes, todas implementadas con circuitos simples, permiten la integración del controlador en la celda de potencia, lo que permite valores teóricos más altos de densidad de potencia en el sistema final. Se discute el principio de funcionamiento de las diferentes soluciones, y luego se presentan los principales detalles de implementación relevantes. Después de eso, se demuestra experimentalmente el funcionamiento de los circuitos, probando un conjunto de prototipos de estos controladores. Esto proporciona un ejemplo de diseño completo que evalúa la viabilidad de las soluciones propuestas. Finalmente, se presentan y comparan los principales resultados del rendimiento de los tres controladores de puerta, en un prototipo basado en MOSFET de SiC.
Descripción
Este trabajo discute un nuevo conjunto de implementaciones alternativas de circuitos aislados de controlador de puerta para transistores electrónicos de potencia. Las topologías propuestas para el controlador han sido diseñadas específicamente para el MOSFET de potencia de SiC. Se discuten tres soluciones diferentes, todas proporcionando la señal de comando requerida para encender y apagar la puerta con aislamiento galvánico, pero también suministrando energía al lado secundario del controlador mediante transformadores magnéticos. Las soluciones resultantes, todas implementadas con circuitos simples, permiten la integración del controlador en la celda de potencia, lo que permite valores teóricos más altos de densidad de potencia en el sistema final. Se discute el principio de funcionamiento de las diferentes soluciones, y luego se presentan los principales detalles de implementación relevantes. Después de eso, se demuestra experimentalmente el funcionamiento de los circuitos, probando un conjunto de prototipos de estos controladores. Esto proporciona un ejemplo de diseño completo que evalúa la viabilidad de las soluciones propuestas. Finalmente, se presentan y comparan los principales resultados del rendimiento de los tres controladores de puerta, en un prototipo basado en MOSFET de SiC.