Pulse quietening at source for higher-frequency power and signal switching

在源头进行脉冲静噪,以实现更高频率的电源和信号切换

基本信息

  • 批准号:
    EP/K021273/1
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 102.15万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    英国
  • 项目类别:
    Research Grant
  • 财政年份:
    2013
  • 资助国家:
    英国
  • 起止时间:
    2013 至 无数据
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Today's portable microelectronic systems, such as mobile telephones, require high energy efficiencies to further battery life. They also require compact electronics. Combining these two requirements poses a problem with relation to their power supplies, since it implies greater miniaturisation, high conversion efficiencies and high power densities. Using silicon-based DC/DC converters places limits on how far these improvements can go. We intend to make use of a new gallium-nitride transistor technology to develop smaller, more efficient power supplies. Specifically, we will produce a 10W power supply in this new technology, with a high voltage conversion factor, and integrate it inside a contemporary microelectronics package. The only way that this will work is to operate the new power supply at incredibly high switching frequencies (>100 MHz), which is 10-100 times faster than today's power supplies. The project then revolves around solving the challenges of: 1) how to operate such a power supply at very high frequencies; 2) how to integrate it into a small, modern, microelectronics package. We expect key challenges to be the creation of unacceptable electromagnetic emissions from the high switching speeds, and the need to accurately control the impedances of the circuit, since circuit impedances become more significant the faster one switches.We will solve the challenges by deploying an advanced version of a drive-pulse shaping technique that we call "pulse quietening", and by using modern integration techniques, including the creation of a custom chip to control the new power supply. Our method is to create several prototypes, running at increasingly high speeds, from 1MHz up to 100 MHz. We will create models and theories about the most efficient way to drive the power supply transistors and measure the outputs, as well as furthering our knowledge and application of pulse quietening.
当今的便携式微电子系统(例如移动电话)需要高能量效率来提高电池寿命。他们还需要紧凑的电子设备。结合这两个要求与其电源有关,因为它意味着更高的微型化,高转换效率和高功率密度。使用基于硅的DC/DC转换器对这些改进的距离提出了限制。我们打算利用新的氮化壳晶体管技术来开发较小,更高效的电源。具体来说,我们将在这项新技术中生产10W电源,并具有高压转换因子,并将其集成到当代的微电子包中。这将起作用的唯一方法是以令人难以置信的高开关频率(> 100 MHz)操作新电源,该电源比今天的电源快10-100倍。然后,该项目围绕解决:1)如何在非常高的频率下操作这种电源的挑战; 2)如何将其集成到一个小型的现代微电子包中。我们期望关键的挑战是从高开关速度创造出不可接受的电磁排放,并且需要准确控制电路的阻抗,因为电路的阻抗变得更加重要,因为我们将更快地切换速度,我们将通过部署我们的驱动器塑形技术来实现“脉动安静”技术来解决挑战。 电源。我们的方法是创建几种原型,以越来越高的速度运行,从1MHz到100 MHz。我们将创建有关驱动电源晶体管并测量输出的最有效方法的模型和理论,并促进我们对脉冲安静的知识和应用。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Multi-level active gate driver for SiC MOSFETs
Stretching in Time of GaN Active Gate Driving Profiles to Adapt to Changing Load Current
延长 GaN 有源栅极驱动曲线的时间以适应不断变化的负载电流
  • DOI:
    10.1109/ecce.2018.8557531
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Dalton J
  • 通讯作者:
    Dalton J
Rapid Co-Optimisation of Turn-On and Turn-Off Gate Resistor Values in DC:DC Power Converters
DC:DC 电源转换器中开通和关断栅极电阻值的快速协同优化
  • DOI:
    10.1109/ecce.2018.8558406
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Dymond H
  • 通讯作者:
    Dymond H
Shaping the switch-node voltage waveform in a bridge-leg containing 650 V GaN HFETs, using sub-ns-resolution arbitrary waveform gate drivers
使用亚纳秒分辨率任意波形栅极驱动器塑造包含 650 V GaN HFET 的桥臂中的开关节点电压波形
  • DOI:
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    J. Dalton
  • 通讯作者:
    J. Dalton
Shaping switching waveforms in a 650 V GaN FET bridge-leg using 6.7 GHz active gate drivers
  • DOI:
    10.1109/apec.2017.7930970
  • 发表时间:
    2017-05
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Jeremy J. O. Dalton;Jianjing Wang;H. Dymond;Dawei Liu;D. Pamunuwa;B. Stark;N. McNeill;S. Hollis
  • 通讯作者:
    Jeremy J. O. Dalton;Jianjing Wang;H. Dymond;Dawei Liu;D. Pamunuwa;B. Stark;N. McNeill;S. Hollis
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Bernard Stark其他文献

Mesenteric chylous cyst
  • DOI:
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  • 期刊:
  • 影响因子:
  • 作者:
    Ari Wiesen;Kostas Sideridis;Bernard Stark;Simmy Bank
  • 通讯作者:
    Simmy Bank
Electrothermal Power Cycling to Failure of Discrete Planar, Symmetrical Double-Trench and Asymmetrical Trench SiC MOSFETs
电热功率循环导致分立平面、对称双沟槽和非对称沟槽 SiC MOSFET 失效
  • DOI:
    10.1109/ojpel.2023.3326909
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.8
  • 作者:
    Juefei Yang;S. Jahdi;Renze Yu;Bernard Stark
  • 通讯作者:
    Bernard Stark

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SAVVIE:在多变、间歇性、低功耗环境中保持活力
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    2013
  • 资助金额:
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    2024
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    23K24570
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 102.15万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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