前言
近几年,GaN FET因具有高频、高效等特点,备受业界和学术界的关注,也是目前发展的热点。目前GaN FET也得到了大量的应用,主要集中在各种小功率电源方面,比如最常见的手机充电器、电脑适配器等应用领域。我们看到如今的充电器速度越来越快、体积越来越小、功率越来越大,这就得益于GaN FET低的导通电阻,高工作频率,使得电源的无源器件体积大大缩减,加之紧凑的结构设计,电源的功率密度进一步提升。最开始GaN的耐压基本都低于200V,随着技术的发展耐压等级不断提高,常见的有600V、900V,目前最高做到1200V。相信随着客户需求的增加,技术的进步,GaN器件的性能将会进一步提升,最终得到广泛的应用。在查阅相关资料时了解到transphorm的设计指南12V/1200W LLC电源方案,经过学习收获颇丰。
目录
1 概述
2 转换器的指标
3 转换器设计
4 参考资料
1 概述
指南中设计拓扑为半桥LLC方案,副边为全波整流,电路如图1所示。
关于半桥LLC电路的工作原理、优势已经有很多资料讲述,LLC的主要优势在于ZVS和ZCS,可以使转换器实现非常高的效率。新器件GaN FET的应用使得这一优势表现的更为明显。
2 转换器的指标
输入电压范围:350V至400V,额定380V
输出电压/功率:12W/1200W
开关频率:380kHz至450kHz
3 转换器设计的关键点
变压器设计:转换器输入电压变化范围较窄,由于LLC变换器具有Bost能力,变比设计按照最大电压,n=Vin_max/2*Vo。根据设计指标可知,副边输出电流较大,采用全波整流方案,并采用两个变压器,原边串联副边并联方法实现高的电流。变压器采用平面变压器方案,如图2所示。
变压器参数:励磁电感Lp=34uH,Ls=0.9uH,
由于采用两只变压器,故总励磁电感为68uH,漏感1.8uH
谐振电容:12nF
死区时间计算:指南中采用72mΩ GaN,原副边的型号分别为:TP65H070LSG、TP65H070LDG
实验测试:385V输入,12V输出,200W至1000W效率及波形如图3所示。
更详细资料请通过获取原文获得。
4 参考资料
[1] 12V/1200W High Frequency LLC Converter Design using GaN FETs
往期笔记
文献笔记1---“一种适用于半桥LLC的调幅调频混合控制方法”
文献笔记2---一种应用于SR-DAB的DPS-VF控制方法
文献笔记5---基于无传感器的Mhz高压LLC变换器SR技术
文献笔记13---一种具有短路限制的GaN及驱动、保护的实现
文献笔记14---一种分段气隙的CLLC变换器平面变压器设计
文献笔记16---一种非对称EPS调制的单级双向AC-DC变换器
文献笔记17---SiC MOS并联电流不均的影响因素与抑制方法
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