Technologie en bouwblokken voor wide bandgap gebaseerde vermogensconvertoren

Continue evolutie in het domein van de vermogenselektronika zorgt voor steeds efficiëntere,kleinere en meer betrouwbare vermogensmanagement systemen. Om deze evolutie verder te zetten moeten alternatieven voor de huidige silicium (Si) vermogenstransistors onderzocht worden. Veelbelovende alternatieven hiervoor vindt men bij de wide bandgap (WBG) materialen met galliumnitride (GaN) en siliciumcarbide (SiC) als meest bekende en mature varianten. Ze leiden tot kleinere, efficiëntere goedkopere convertoren en laten ook bredere werkingsgebieden toe. Het gebruik van deze materialen in de industrie is nog beperkt door de relatieve immaturiteit en de daaruitvolgende engineeringskost. Dit onderzoek legt zich daarom toe toe op het ontwikkelen van bouwblokken van vermogensconvertoren specifiek gericht op WBG transistors. Het segment binnen de vermogenselektronika waarop dit onderzoek zicht richt bevindt zich in monolithische vermogensmanagement oplossingen waarvoor een hoge betrouwbaarheid vereist is binnen zeer zware werk- en omgevingsomstandigheden. Vaak zijn dit ook de omstandigheden waar de voordelen van WBG materialen het grootst zijn. Zoals bijvoorbeeld converteren van hoge spanningen (tot 1200V), hoge temperatuur als gevolg van ruimtelijke beperkingen en hoge vermogensdensiteit, blootstelling aan hoge stralingsdosissen, ... Om tot optimale en kosteneffectieve oplossingen te komen moet een exploratie naar verschillende technologieën gebeuren om de stuurschakelingen in te bouwen. Om deze te evalueren worden de belangrijkste bouwblokken op test-chips ontworpen en gerealiseerd. Voor deze chips worden bijgevolg ook testopstellingen gebouwd en meetcampagnes georganiseerd om deze bloot te stellen aan de vooropgestelde werkomstandigheden. Omdat deze bouwblokken van evenveel industriële relevantie zijn als een vermogensmanagement IC wordt er voor elke ontworpen bouwblok een valorisatiemogelijkheid onderzocht.