In-Ho Lee and Kyo-Beum Lee, "Junction Temperature Estimation of Switches Under GaN Based Two-Level Inverter Operation Through Power Loss Analysis and Thermal Interpretation," 전력전자학회 하계학술대회 논문집, pp.294–296, 2023. > Paper

본 논문은 2-레벨 인버터의 동작에 따른 E-mode Gallium Nitride (Enhancement-mode GaN) 기반 전력반도체 소자의 전력 손실 분석과 접합 온도 추정 방법에 대해 기술한다. 전력반도체 소자의 전력 손실은 스위치의 동작과 발생 원인에 따라 전도 손실, 스위칭 손실, 출력단 커패시턴스에 의한 손실, 역회복 손실 및 데드타임에 의한 손실로 분류된다. 발생한 전력 손실은 열 에너지의 형태로 소산되어 스위치 다이, 케이스 및 스위치 주변부의 온도를 상승시킨다. 전력 손실에 의한 온도 변동을 모델링하기 위해 온도 변동폭의 크기를 나타내는 열 저항과 스위치 내부를 구성하는 물질의 열 관성 효과를 반영한 열 용량을 포함하는 열 회로 해석이 필요하다. 제안하는 방법은 스위치에 도통되는 전류와 스위칭 상태에 따라 순시적으로 전력 손실을 계산하고, 이를 열 해석 모델에 적용하여 스위치의 접합 온도를 추정한다. 제안하는 방법의 타당성은 시뮬레이션 결과를 통해 검증한다.