Vērtības piedāvājums
Mēs nodemonstrējām, ka, izvēloties optimālus aizvara strāvas profilus, ir iespējams samazināt SiC MOSFET jaudas slēdžu enerģijas zudumus līdz pat 63%, vienlaikus saglabājot ar klasiskajiem risinājumiem iegūstamās pārstrāvu, pārspriegumu un sprieguma izmaiņu ātruma vērtības. Šo optimizēto profilu parametrus var ierakstīt tabulās un vēlāk izmantot, lai ģenerētu ķēdes darbības apstākļiem vispiemērotākās jaudas slēdžu vadības strāvas.
Biznesa un inovāciju perspektīva
Mēs risinām problēmu, kas saistīta ar silīcija karbīda (SiC) metāla oksīda pusvadītāju lauktranzistoru (MOSFET) optimālu kontroli, lai vienlaikus samazinātu pārslēgšanās zudumus, pārspriegumus un sprieguma izmaiņu ātrumus.
Pētījumā mēs izmantojām divu impulsu testa ķēdi simulāciju veikšanai SIMetrix vidē. Ķēde satur MOSFET modeli, kuru klasiskajā gadījumā darbina impulsa sprieguma avots. Augsts spriegums ieslēdz MOSFET, bet zems spriegums to izslēdz. Šīs pārejas nav momentānas un prasa noteiktu enerģijas daudzumu, ko mēs vēlamies samazināt līdz minimumam. Turklāt mums jānodrošina, lai pārspriegumi un izmaiņu ātrums paliktu drošās robežās, lai izvairītos no MOSFET bojājumiem vai pārmērīgu elektromagnētisko traucējumu radīšanas. Klasiskajā kontroles pieejā šie faktori tiek regulēti, pielāgojot aizvara pretestību: mazākas vērtības samazina pārslēgšanās zudumus, bet palielina pārspriegumus, savukārt lielākas vērtības rada pretēju efektu. Lai izpildītu ķēdes veiktspējas kritērijus, ir nepieciešams rast kompromisu.
Lai panāktu mazākus zudumus un mazākas pārstrāvas un pārspriegumus, mēs aizstājam tradicionālo sprieguma avotu ar programmējamu aizvara strāvas avotu, kas ģenerē impulsu secību ieslēgšanas un izslēgšanas fāzēm. Katru impulsu nosaka tā amplitūda un platums, un, pielāgojot šos parametrus, mēs varam iegūt atšķirīgu pārslēgšanas uzvedību un optimizēt MOSFET veiktspēju.
Lai noteiktu optimālos aizvara strāvas profilus, neveicot pārmērīgu lielu skaitu simulāciju, mēs izstrādājām secīgu zemākā segmenta ekstrakcijas (SLSE) algoritmu. Galvenā ideja ir identificēt pirmo viegli atrodamo strāvas profilu un pēc tam sistemātiski pielāgot divus tā parametrus, lai iegūto profilu atbilstošās pārslēgšanās zudumu un pārstrāvu/pārspriegumu vērtības sekotu Pareto līknei. Ieslēgšanas fāzē šie parametri ir impulsu ilgums, savukārt izslēgšanas fāzē tie ir pirmā impulsa ilgums un otrā impulsa amplitūda.
Tehniskā specifikācija
Tehniski nekādas iekārtas netika izstrādātas.