研究目的
评估基于氮化镓的多电平转换器在低压（48V）服务器应用和高压（400V）功率因数校正电路中的效率和功率密度表现。
研究成果
基于氮化镓的多电平转换器在低电压和高电压应用中，相比传统两电平整流拓扑能显著提升效率和功率密度。所提出的栅极驱动与启动方案无需复杂控制环路或高压额定器件即可实现可靠运行。中间总线电压的选择会影响系统效率——低负载电流时6V更高效，高负载时12V效率更优。
研究不足
该研究仅限于概念验证设计，未探讨所提方案的长期可靠性或可扩展性。门极驱动方案的简易性可能导致离散实现中高功率水平下更高的功率损耗。
1：实验设计与方法选择：
本研究以采用氮化镓晶体管的三电平降压转换器为主要设计案例，对比其与传统两电平拓扑的性能差异。
2：样本选择与数据来源：
开发了两款概念验证设计——一款用于48V服务器应用，另一款用于400V功率因数校正电路。
3：实验设备与材料清单：
氮化镓晶体管（低压选用EPC2015C，高压选用EPC2050）、电感器（Vishay IHLP2525CZERR10M01、IHLP-4040-DZ-01系列）及Microchip dsPIC33E?微控制器。
4：0）、电感器（Vishay IHLP2525CZERR10MIHLP-4040-DZ-01系列）及Microchip dsPIC33E?微控制器。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：包含采用齐纳二极管的栅极驱动方案、启动保护方案，以及不同负载条件下的效率测量。
5：数据分析方法：
对比三电平与两电平转换器的效率与功率密度，重点关注中间总线电压选择（12V和6V）的影响。
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Microcontroller
dsPIC33E?
Microchip
Used to implement the control scheme for balancing the voltage of the flying capacitor.
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Isolated Measurement System
TIVH08
Tektronix
Used for high voltage floating node measurements.
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GaN transistors
EPC2015C
Efficient Power Conversion Corporation
Used in the low voltage converter for its lower figure-of-merit (FOM) and efficiency gains.
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GaN transistors
EPC2050
Efficient Power Conversion Corporation
Used in the high voltage converter for its lower figure-of-merit (FOM) and efficiency gains.
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Inductor
IHLP2525CZERR10M01
Vishay
Used in the second-stage buck converter for point-of-load (PoL) conversion.
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Inductor
IHLP-4040-DZ-01 series
Vishay
Used in the improved three-level converter for inductance reduction.
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