Metodologia para Estimativa de Perdas em um Conversor Buck Síncrono com Semicondutores de Nitreto de Gálio

Abstract


 Neste artigo, uma nova proposta de metodologia para estimativa de perdas em conversores que empregam transistores GaN do tipo Intensificação (eGaN) é apresentada. A metodologia proposta apresenta como diferenciais, em relação aos demais trabalhos existentes na literatura, dois pontos principais. O primeiro deles é a consideração do efeito das temperaturas medidas nos transistores GaN e nos elementos magnéticos, relacionado às perdas nestes elementos. A outra contribuição é uma estimativa de perdas como uma alternativa para os desafios de medição de tensões e correntes nos transistores GaN, incluindo menores diferenças entre as perdas estimadas e experimentais do conversor, em diversos pontos de operação. Para a validação da metodologia proposta, dois estudos de caso que utilizam dispositivos GaN em um conversor Buck Síncrono foram implementados. O primeiro estudo de caso faz uso de uma solução monolítica com transistores eGaN e o segundo estudo de caso utiliza uma solução discreta de transistores GaN. Por fim, por meio da aplicação do modelo de estimativa de perdas desenvolvido nos estudos de caso 1 e 2, obtiveram-se erros de 0,034% e 0,122%, respectivamente, entre os valores estimados e os valores medidos, em potência nominal.