2022年5月19日,致力于亞太地區(qū)市場(chǎng)的領(lǐng)先半導(dǎo)體元器件分銷商---大聯(lián)大控股宣布,其旗下友尚推出基于意法半導(dǎo)體(ST)MasterGaN1+L6599A芯片的250W LLC諧振直流變換器開(kāi)發(fā)板方案。

圖示1-大聯(lián)大友尚基于ST產(chǎn)品的250W LLC諧振直流變換器開(kāi)發(fā)板方案的展示板圖

隨著半導(dǎo)體和電力電子技術(shù)的持續(xù)演進(jìn),使得人們對(duì)于電源產(chǎn)品在尺寸,效率,可靠性,壽命及舒適性方面的要求越來(lái)越高。在這種背景下,傳統(tǒng)的電源技術(shù)已經(jīng)很難滿足應(yīng)用需求,于是采用LLC諧振變換技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)高電源開(kāi)關(guān)效率的方式被廣泛應(yīng)用。針對(duì)這一市場(chǎng)趨勢(shì),大聯(lián)大友尚基于ST MasterGaN1和L6599A芯片推出250W LLC諧振直流變換器開(kāi)發(fā)板方案。該方案具有高集成度,有助于客戶提高功率密度與能效,簡(jiǎn)化產(chǎn)品設(shè)計(jì),縮短上市時(shí)間。

圖示2-大聯(lián)大友尚基于ST產(chǎn)品的250W LLC諧振直流變換器開(kāi)發(fā)板方案的場(chǎng)景應(yīng)用圖

本方案由MasterGaN1驅(qū)動(dòng),MasterGaN1是一款集成STDRIVE半橋柵極驅(qū)動(dòng)器和兩個(gè)650V增強(qiáng)型GaN晶體管的產(chǎn)品,其最大功率可達(dá)400W,最大額定電流為10A,且低側(cè)和高側(cè)均具有欠壓關(guān)閉保護(hù),以防止電源開(kāi)關(guān)在低效或危險(xiǎn)條件下工作。不僅如此,MasterGaN1還內(nèi)置自舉二極管與內(nèi)置互鎖功能,可有效避免交叉?zhèn)鲗?dǎo)條件。并且由于GaN電晶體出色的開(kāi)關(guān)性能,使其工作頻率高于普通硅基MOSFET解決方案,因此可以使用較小的電磁元件和電容,實(shí)現(xiàn)更高的功率密度和更低的物料清單成本。

方案中的L6599A是一種針對(duì)串聯(lián)諧振半橋拓?fù)涞碾p端控制器。它提供50%的互補(bǔ)占空比,在同一時(shí)間內(nèi),高壓側(cè)開(kāi)關(guān)和低壓側(cè)開(kāi)關(guān)以180°異相的方式接通/斷開(kāi)。該器件的輸出電壓調(diào)節(jié)是通過(guò)調(diào)節(jié)工作頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)的。為了使用自舉方法驅(qū)動(dòng)高壓側(cè)開(kāi)關(guān),L6599A采用了一種能夠承受600V以上電壓的高壓浮動(dòng)結(jié)構(gòu),并配備了一個(gè)同步驅(qū)動(dòng)的高壓DMO。在功能方面,L6599A集成了一個(gè)非鎖存的低激活禁用輸入以及一個(gè)用于OCP的電流檢測(cè)輸入,這個(gè)組合能夠提供完整的過(guò)載和短路保護(hù)功能。

圖示3-大聯(lián)大友尚基于ST產(chǎn)品的250W LLC諧振直流變換器開(kāi)發(fā)板方案的方塊圖

除此之外,方案中應(yīng)用的SRK2001同步整流IC實(shí)現(xiàn)了LLC諧振變換器中二次側(cè)同步整流的特定控制,確保每個(gè)同步整流器在相應(yīng)的半繞組開(kāi)始導(dǎo)通時(shí)接通,在其電流降至零時(shí)斷開(kāi)。并且具有自適應(yīng)掩蔽時(shí)間和自適應(yīng)關(guān)斷邏輯的開(kāi)啟邏輯允許最大化SR MOSFET的導(dǎo)通時(shí)間,消除了對(duì)寄生電感補(bǔ)償電路的需要。

圖示4-大聯(lián)大友尚基于ST產(chǎn)品的250W LLC諧振直流變換器開(kāi)發(fā)板方案的實(shí)體圖

通過(guò)結(jié)合器件的主要性能,本方案的最高能效超過(guò)94%,且憑借著高效率和小尺寸的特點(diǎn),非常適用于體積、空間有限的應(yīng)用。經(jīng)測(cè)試,本開(kāi)發(fā)板在24Vdc時(shí),輸出功率可達(dá)250W,傳統(tǒng)前端PFC提供的標(biāo)稱輸入電壓為400V。

核心技術(shù)優(yōu)勢(shì):

· 使用MarterGaN可縮減4倍空間及減輕3倍重量;

· 無(wú)需要散熱器設(shè)計(jì);

· DC輸入電壓:400V±10%;

· DC輸出電壓:24V;

· 輸出電流可以達(dá)到10.4A;

· 輸出功率可以達(dá)到250W;

· 應(yīng)用在開(kāi)關(guān)電源,充電器和適配器,工業(yè)DC-DC應(yīng)用,消費(fèi)類SMPS。

方案規(guī)格:

· 使用MasterGaN1高效緊湊的DC/DC轉(zhuǎn)換解決方案;

· 輸出電壓:24V;

· 輸出功率高達(dá)250W;

· 標(biāo)稱輸入電壓:400 V+/-10%;

· 效率:>92%;

·? 防止短路和過(guò)電流的輸出;

· 輸入電壓監(jiān)視器,用于D2D轉(zhuǎn)換器的正確排序和斷電保護(hù);

· 電路板尺寸:100 x 60(寬x高)mm,最大組件高度:35mm;

· 符合WEEE和RoHS標(biāo)準(zhǔn);

· 應(yīng)用:工業(yè)DC-DC應(yīng)用、適配器、消費(fèi)型開(kāi)關(guān)電源。