Active Gate Driver and Management of the Switching Speed of GaN Transistors during Turn-On and Turn-Off

Autor: Nadir Idir, Bruno Allard, Jean-François Mogniotte, M. L. Beye, Thilini Wickramasinghe, Hassan Maher, Luong Viet Phung
Přispěvatelé: Laboratoire Nanotechnologies et Nanosystèmes [Sherbrooke] (LN2), Université de Sherbrooke (UdeS)-École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Université de Lyon-École Supérieure de Chimie Physique Électronique de Lyon (CPE)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Ampère, Département Energie Electrique (EE), Ampère (AMPERE), École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Laboratoire d’Électrotechnique et d’Électronique de Puissance - ULR 2697 (L2EP), Centrale Lille-Université de Lille-Arts et Métiers Sciences et Technologies, HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-JUNIA (JUNIA), Université catholique de Lille (UCL)-Université catholique de Lille (UCL), Institut Interdisciplinaire d'Innovation Technologique [Sherbrooke] (3IT), Université de Sherbrooke (UdeS), Université de Lyon-Université de Lyon-École supérieure de Chimie Physique Electronique de Lyon (CPE)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Centrale Lille-Haute Etude d'Ingénieurs-Université de Lille-Arts et Métiers Sciences et Technologies, HESAM Université (HESAM)-HESAM Université (HESAM)
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2021
Předmět:
Computer science
Beye
02 engineering and technology
law.invention
Switching time
law
0202 electrical engineering
electronic engineering
information engineering
M.L
Idir
EMI
050107 human factors
Maher
[PHYS]Physics [physics]
J.F
slew rate
05 social sciences
Transistor
GaN HEMT
T
Electrical engineering
H
manage switching speed
Hardware and Architecture
visual_art
visual_art.visual_art_medium
Wickramasinghe
Computer Networks and Communications
lcsh:TK7800-8360
Slew rate
High-electron-mobility transistor
B. Active Gate Driver and GaN HEMT
Gate driver
0501 psychology and cognitive sciences
Common-mode signal
Electrical and Electronic Engineering
Allard
Operating point
active voltage gate control
business.industry
lcsh:Electronics
020208 electrical & electronic engineering
Phung
N
Mogniotte
Control and Systems Engineering
Signal Processing
Electronic component
L.V
business
Voltage
Zdroj: Electronics
Electronics, 2021, 10 (2), pp.106. ⟨10.3390/electronics10020106⟩
Volume 10
Issue 2
Electronics, Penton Publishing Inc., 2021, 10 (2), pp.106. ⟨10.3390/electronics10020106⟩
Electronics, Vol 10, Iss 106, p 106 (2021)
ISSN: 2079-9292
0883-4989
DOI: 10.3390/electronics10020106⟩
Popis: International audience; The paper investigates the management of drain voltage and current slew rates (i.e., dv/dt and di/dt) of high-speed GaN-based power switches during the transitions. An active gate voltage control (AGVC) is considered for improving the safe operation of a switching cell. In an application of open-loop AGVC, the switching speeds vary significantly with the operating point of the GaN HEMT on either or both current and temperature. A closed-loop AGVC is proposed to operate the switches at a constant speed over different operating points. In order to evaluate the reduction in the electromagnetic disturbances, the common mode currents in the system were compared using the active and a standard gate voltage control (SGVC). The closed-loop analysis carried out in this paper has shown that discrete component-based design can introduce limitations to fully resolve the problem of high switching speeds. To ensure effective control of the switching operations, a response time fewer than 10 ns is required for this uncomplex closed-loop technique despite an increase in switching losses.
Databáze: OpenAIRE
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