Revisión de las aplicaciones de GaN HEMT en convertidores de potencia de más de 500 W
Autores: Ma, Chao-Tsung; Gu, Zhen-Huang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
2019
Revisión de las aplicaciones de GaN HEMT en convertidores de potencia de más de 500 W
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Demanda de energía
Descarbonización
Fuentes de energía verde
Eficiencia de conversión de energía
Materiales de banda ancha
Aplicaciones de GaN HEMT
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 28
Citaciones: Sin citaciones
Debido a las tendencias globales de aumento de la demanda de energía y descarbonización, el desarrollo de fuentes de energía verde y el aumento de la eficiencia de conversión de energía son actualmente dos de los temas más urgentes en el campo de la energía. Los requisitos de nivel de potencia y rendimiento de los sistemas de conversión están creciendo continuamente debido al rápido desarrollo de tecnologías modernas como el Internet de las cosas (IoT) y la Industria 4.0. En este sentido, los dispositivos de conmutación de potencia basados en materiales de ancho de banda (WBG) como el carburo de silicio (SiC) y el nitruro de galio (GaN) están madurando rápidamente y se espera que beneficien en gran medida a los convertidores de potencia con esquemas de conmutación complejos. En aplicaciones de baja y media tensión, los transistores de alta movilidad electrónica (HEMT) basados en GaN son superiores a los dispositivos convencionales basados en silicio (Si) en términos de frecuencia de conmutación, capacidad de potencia, capacidad térmica y eficiencia, que son factores cruciales para mejorar el rendimiento de los convertidores de potencia avanzados. Los documentos de revisión previamente publicados sobre la tecnología GaN HEMT se centraron principalmente en la fabricación, características del dispositivo y aplicaciones generales. Para comprender la tendencia futura de desarrollo y el potencial de aplicar la tecnología GaN en diversos diseños de convertidores, este documento revisa un total de 162 documentos de investigación que se centran en las aplicaciones de GaN HEMT en convertidores de potencia de mediana a alta potencia (más de 500 W). Se revisan diferentes tipos de convertidores, incluidas conversiones de corriente continua (CC)-CC, corriente alterna (CA)-CC y CC-CA con diversas configuraciones, frecuencias de conmutación, densidades de potencia y eficiencias del sistema.
Descripción
Debido a las tendencias globales de aumento de la demanda de energía y descarbonización, el desarrollo de fuentes de energía verde y el aumento de la eficiencia de conversión de energía son actualmente dos de los temas más urgentes en el campo de la energía. Los requisitos de nivel de potencia y rendimiento de los sistemas de conversión están creciendo continuamente debido al rápido desarrollo de tecnologías modernas como el Internet de las cosas (IoT) y la Industria 4.0. En este sentido, los dispositivos de conmutación de potencia basados en materiales de ancho de banda (WBG) como el carburo de silicio (SiC) y el nitruro de galio (GaN) están madurando rápidamente y se espera que beneficien en gran medida a los convertidores de potencia con esquemas de conmutación complejos. En aplicaciones de baja y media tensión, los transistores de alta movilidad electrónica (HEMT) basados en GaN son superiores a los dispositivos convencionales basados en silicio (Si) en términos de frecuencia de conmutación, capacidad de potencia, capacidad térmica y eficiencia, que son factores cruciales para mejorar el rendimiento de los convertidores de potencia avanzados. Los documentos de revisión previamente publicados sobre la tecnología GaN HEMT se centraron principalmente en la fabricación, características del dispositivo y aplicaciones generales. Para comprender la tendencia futura de desarrollo y el potencial de aplicar la tecnología GaN en diversos diseños de convertidores, este documento revisa un total de 162 documentos de investigación que se centran en las aplicaciones de GaN HEMT en convertidores de potencia de mediana a alta potencia (más de 500 W). Se revisan diferentes tipos de convertidores, incluidas conversiones de corriente continua (CC)-CC, corriente alterna (CA)-CC y CC-CA con diversas configuraciones, frecuencias de conmutación, densidades de potencia y eficiencias del sistema.