EMI modeling and experiment of a GaN based LLC half-bridge converter

Tian, Mofan; Yuan, Hao; Wang, Kangping; Xuan, Yang; Huang, Lang; Sun, Jingjing; Yang, Xu

doi:10.1109/icpe.2015.7168047

Cited by 11 publications

(8 citation statements)

References 5 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Once values of equivalent capacitances for all test cases are known, values of C pi and C ij for all three windings are calculated using (8) and (9), and summarized in Table IV. It can be easily seen that the EPCs of the smaller core type (ETD49) is noticeably higher than that of the larger core type (ETD 59) due to the compact turn distribution in the smaller…”

Section: B Parameter Extractionmentioning

confidence: 99%

“…It has been shown in [6] that a 50 − 90% reduction in hard switching losses in variable speed drives can be achieved by replacing conventional Si devices with WBG devices, although it comes with a disadvantage of 20 − 30 dB increase in high-frequency noise. In [7], [9], [10], authors concluded that EMI generation by GaN switches can be reduced by increasing the gate resistance and hence reducing the voltage transition time. However, higher gate resistor makes switching transition slower.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

Parameter Extraction Technique for Evaluation of Inductive and Capacitive Elements of Three-Winding Coupled Inductor

Ahmad

Jayathurathnage

Martínez

et al. 2022

IEEE J. Emerg. Sel. Top. Ind. Electron.

View full text Add to dashboard Cite

Wide band gap devices have enabled miniaturization of the magnetic components to enhance the power density of the converter. However, parasitic components become dominant at higher switching frequencies that actuate unwanted electromagnetic interference issues. Therefore, it is critical to model and evaluate them in compact magnetic structures. Since multiwinding coupled inductive structures are essential part of multiphase converters, this paper introduces a measurement method to compute the parasitic elements of a three-winding coupled inductor. Results of the proposed method are verified by measuring the high-frequency emissions of the high stepup converter with two inductor structures. Both inductors had similar inductances but different physical dimensions. With application of the proposed measurement methodology, parasitic capacitances of both inductors were computed. Results showed that one inductor structure has higher parasitic capacitance than the other. Since, high-frequency emissions of the converter directly depends on the parasitic capacitance of the inductor structure, emission profile of the converter showed that converter indeed had lower noise peaks when inductor with lower capacitance was employed. Hence, these results validate the capacitance trend as predicted by the proposed modeling technique. This method can be employed to any multiwinding coupled inductor to compute its parasitics to optimize the required EMI filters.

show abstract

Section: B Parameter Extractionmentioning

confidence: 99%

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Parameter Extraction Technique for Evaluation of Inductive and Capacitive Elements of Three-Winding Coupled Inductor

Ahmad

Jayathurathnage

Martínez

et al. 2022

IEEE J. Emerg. Sel. Top. Ind. Electron.

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Therefore, high switching frequency and low power loss technique have been studied. In particular, to achieve these requirements, the isolated DC-DC converters with GaN-HEMTs have been studied by some research institute in recent years [1][2][3][4][5][6][7].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Considerations of Physical Design and Implementation for 5 MHz-100 W LLC Resonant DC-DC Converters

Hariya

Matsuura

Yanagi

et al. 2016

Active and Passive Electronic Components

View full text Add to dashboard Cite

Recently, high power-density, high power-efficiency, and wide regulation range isolated DC-DC converters have been required. This paper presents considerations of physical design and implementation for wide regulation range MHz-level LLC resonant DC-DC converters. The circuit parameters are designed with 3–5 MHz-level switching frequency. Also, the physical parameters and the size of the planar transformer are optimized by using derived equations and finite element method (FEM) with Maxwell 3D. Some experiments are done with prototype LLC resonant DC-DC converter using gallium nitride high electron mobility transistors (GaN-HEMTs); the input voltage is 42–53 V, the reference output voltage is 12 V, the load current is 8 A, the maximum switching frequency is about 5 MHz, the total volume of the circuit is 4.1 cm3, and the power density of the prototype converter is 24.4 W/cc.

show abstract

“…Є певна кількість публікацій, присвячених вивченню ЕМЗ, що генеруються імпульсними перетворювачами на GaN-транзисторах [5][6][7][8]. У цих роботах вивчається вплив частоти перетворювання та паразитних параметрів компонентів на рівні ЕМЗ в широкому частотному діапазоні.…”

unclassified

“…У цих роботах вивчається вплив частоти перетворювання та паразитних параметрів компонентів на рівні ЕМЗ в широкому частотному діапазоні. Проаналізовано також різні способи зниження EMI шляхом вибору компонентів [7], зміни топології перетворювача [8] з використанням фільтрів [6]. Високі робочі частоти перетворювачів на основі GaN-транзисторів змінюють спектр електромагнітних завад.…”

unclassified

Computer modeling of GaN half-bridge power stage conductive EMI

Onykiienko¹,

Makarenko²

2018

Sc. papers of DonNTU. Ser. OTA

View full text Add to dashboard Cite

Розглянуто особливості роботи напівмостового перетворювача, виконаного на GaNтранзисторах, в аспекті створюваних електромагнітних завад. Розглянуто методи моделювання кондуктивних завад імпульсних перетворювачів. Запропоновано комп'ютерну модель імпульсного перетворювача, виконаного на GaN-транзисторах. Така модель має достатню точність для оціночних розрахунків і може бути використана при проектуванні завадознижувальних фільтрів. Оцінено вплив частоти перетворення й паразитних параметрів схеми на спектр створюваних завад. Показано, що підвищення частоти перетворення спричиняє вирівнювання спектра завад у діапазоні їх вимірювання, при цьому значно зростає вплив несиметричної складової завад. Виконано оцінку впливу цієї складової на загальний рівень завад. Підкреслено, що, для зниження несиметричної складової та загального рівня електромагнітних завад у цілому, необхідно зменшити паразитну ємність між виходом перетворювача і землею. Ключові слова: електромагнітна сумісність, електромагнітні завади, імпульсні перетворювачі, GaN-транзистори, комп'ютерне моделювання.

show abstract

EMI modeling and experiment of a GaN based LLC half-bridge converter

Cited by 11 publications

References 5 publications

Parameter Extraction Technique for Evaluation of Inductive and Capacitive Elements of Three-Winding Coupled Inductor

Parameter Extraction Technique for Evaluation of Inductive and Capacitive Elements of Three-Winding Coupled Inductor

Considerations of Physical Design and Implementation for 5 MHz-100 W LLC Resonant DC-DC Converters

Computer modeling of GaN half-bridge power stage conductive EMI

Contact Info

Product

Resources

About