Parasitic loop inductances reduction in the PCB layout in GaN-based power converters using S-parameters and EM simulations

Archive ouverte : Article de revue

Pace, Loris | Idir, Nadir | Duquesne, Thierry | de Jaeger, Jean-Claude

Edité par HAL CCSD ; MDPI

International audience. Due to the high switching speed of Gallium Nitride (GaN) transistors, parasitic inductances have significant impacts on power losses and electromagnetic interferences (EMI) in GaN-based power converters. Thus, the proper design of high-frequency converters in a simulation tool requires accurate electromagnetic (EM) modeling of the commutation loops. This work proposes an EM modeling of the parasitic inductance of a GaN-based commutation cell on a printed circuit board (PCB) using Advanced Design System (ADS®) software. Two different PCB designs of the commutation loop, lateral (single-sided) and vertical (double-sided) are characterized in terms of parasitic inductance contribution. An experimental approach based on S-parameters, the Cold FET technique and a specific calibration procedure is developed to obtain reference values for comparison with the proposed models. First, lateral and vertical PCB loop inductances are extracted. Then, the whole commutation loop inductances including the packaging of the GaN transistors are determined by developing an EM model of the device’s internal parasitic. The switching waveforms of the GaN transistors in a 1 MHz DC/DC converter are given for the different commutation loop designs. Finally, a discussion is proposed on the presented results and the development of advanced tools for high-frequency GaN-based power electronics design.

Consulter en ligne

Suggestions

Du même auteur

Design Method of a High Frequency GaN-based Half-Bridge with Bottom-Side Co...

Archive ouverte: Communication dans un congrès

Pace, Loris | 2022-09-05

International audience. This paper proposes a Multi-PCB (M-PCB) design of a half-bridge using bottom-side cooled GaN transistors with optimal layout and thermal management. The fabrication process only requires limi...

A method to determine wide bandgap power devices packaging interconnections

Archive ouverte: Communication dans un congrès

Pace, Loris | 2019-06-18

International audience. Wide Bandgap (WBG) power devices show very good characteristics for high frequency operation in power converters, leading to a better power integration by reducing size and weight of passive ...

Electrothermal modeling of GaN power transistor for high frequency power co...

Archive ouverte: Communication dans un congrès

Pace, Loris | 2020-09-07

International audience. This work proposes the electrothermal modeling of a packaged GaN power transistor in order to evaluate by simulation its performances in a 200 W - 1 MHz DC/DC converter. The complete electric...

Du même sujet

Droits de l'homme et libertés fondamentales / Henri Oberdorff,...

Livre | Oberdorff, Henri (1947-....). Auteur | 2023 - 9e édition

Les droits de l'homme et les libertés fondamentales constituent l'un des fondements essentiels de toute société démocratique. Ils représentent le patrimoine juridique commun de l'humanité compte tenu de leur universalisme. Le droi...

La face cachée de la décroissance : la décroissance : une réelle solution f...

Livre | Di Meo, Cyril. Auteur | 2006

Le monde sans fin / [scénario], Jancovici, Blain

Livre | Jancovici, Jean-Marc (1962-....). Auteur | 2021

"La rencontre entre un auteur majeur de la bande dessinée et un éminent spécialiste des questions énergétiques et de l'impact sur le climat a abouti à ce projet, comme une évidence, une nécessité de témoigner sur des sujets qui no...

L' enfant et sa famille : les premières relations / Donald W. Winnicott

Livre | Winnicott, Donald Woods (1896-1971). Auteur | 2002

Hépato-gastro-entérologie, chirurgie digestive / sous l'égide de la Collégi...

Livre | Louvet, Alexandre (1978-....). Directeur de publication | 2018 - 4e édition

Publié dans la collection référentiels des collèges, en parfaite cohérence avec le programme de DFASM et les ECNi, cet ouvrage rassemble les connaissances fondamentales en Hépato-gastroentérologie - Chirurgie digestive. Il aborde ...

Hépatologie, gastro-entérologie, chirurgie viscérale / Dr Jean-David Zeitou...

Livre | Zeitoun, Jean-David (1977-....). Auteur | 2023 - 9e édition

Chargement des enrichissements...