Technology development of an intergrated GaN switch power module for totem-pole bridgeless boost converter

图腾柱无桥升压变换器集成氮化镓开关电源模块技术开发

基本信息

  • 批准号:
    507049-2016
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 3.57万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    加拿大
  • 项目类别:
    Collaborative Research and Development Grants
  • 财政年份:
    2018
  • 资助国家:
    加拿大
  • 起止时间:
    2018-01-01 至 2019-12-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Data centers are the backbone of global economic and consume an enormous amount of energy. U.S data**centers consumed about 70 billion kilowatt-hours of electricity in 2014 and will double that amount by 2020.**An AC - DC rectifier converts the AC grid voltage to the motherboard of the data center to power the CPU,**memory, network ports, etc. It contains two stages. The first stage is the Power Factor Correction (PFC) stage**which converts the AC voltage to 400V DC and the second stage is a DC-DC converter that converts 400V to**12V. It is very important to increase the efficiency of the AC - DC Rectifier.**The existing AC - DC rectifiers use MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor) were**developed 40 years ago. The performance of MOSFET has reached its theoretical limits. The new GaN switch**(Gallium Nitride) is a revolutionary advancement in power semiconductor technology and can significantly**improve the efficiency of power supplies. However, there is still a big technical gap between the existing GaN**switch based designs and the optimum designs that could be achieved by GaN switches.**This project will focus on the PFC stage of the data center rectifiers. A half-bridge GaN switch module**technology will be developed and employed in the bridgeless Boost converter to achieve 99% efficiency, which**will only dissipate less than half of the loss of the MOSFET counterpart. This will enable the data center**rectifier to meet the highest Titanium efficiency level of Energy Star 80 PLUS standard. The developed**technology can also be used in the second stage of the data center rectifiers and improve its performance.**With the completion of this project, the Toronto design center of Murata Power Solutions will be able to design**the most efficient data center power supply in the world and expand its sales volume in this market. GaN**Systems will also demonstrate the full potential of their GaN switches used in the server as well as other power**supplies. Therefore, the project will also increase the publicity and sales volume of GaN Systems.**In addition, 5 Highly-Qualified-Personnel (HQP) will be trained in this project.
数据中心是全球经济的支柱,并消耗了大量能源。 2014年,美国数据**中心消耗了约700亿千瓦时的电力,到2020年将翻一番。第一阶段是功率因数校正(PFC)阶段**,该阶段将交流电压转换为400V DC,第二阶段是将400V转换为** 12V的DC-DC转换器。提高AC-DC整流器的效率非常重要。 MOSFET的性能已达到其理论限制。新的GAN开关**(氮化炮)是电力半导体技术的革命性进步,可以显着**提高电源的效率。但是,现有的基于GAN **开关的设计与GAN开关可以实现的最佳设计之间仍然存在很大的技术差距。**该项目将重点放在数据中心整流器的PFC阶段。半桥gan开关模块**技术将在无用的助推器转换器中开发和使用,以达到99%的效率,**仅将MOSFET损失的一半耗散。这将使数据中心**整流器能够达到能量星80加标准的最高钛效率水平。开发的**技术也可以在数据中心整流器的第二阶段使用并提高其性能。 GAN **系统还将展示服务器中使用的GAN开关的全部潜力以及其他功率**供应。因此,该项目还将增加GAN系统的宣传和销量。

项目成果

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