前言
近幾年,GaN FET因具有高頻、高效等特點,備受業界和學術界的關注,也是目前發展的熱點。目前GaN FET也得到了大量的應用,主要集中在各種小功率電源方面,比如最常見的手機充電器、電腦適配器等應用領域。我們看到如今的充電器速度越來越快、體積越來越小、功率越來越大,這就得益于GaN FET低的導通電阻,高工作頻率,使得電源的無源器件體積大大縮減,加之緊湊的結構設計,電源的功率密度進一步提升。最開始GaN的耐壓基本都低于200V,隨著技術的發展耐壓等級不斷提高,常見的有600V、900V,目前最高做到1200V。相信隨著客戶需求的增加,技術的進步,GaN器件的性能將會進一步提升,最終得到廣泛的應用。在查閱相關資料時了解到transphorm的設計指南12V/1200W LLC電源方案,經過學習收獲頗豐。
目錄
1 概述
2 轉換器的指標
3 轉換器設計
4 參考資料
1 概述
指南中設計拓撲為半橋LLC方案,副邊為全波整流,電路如圖1所示。
關于半橋LLC電路的工作原理、優勢已經有很多資料講述,LLC的主要優勢在于ZVS和ZCS,可以使轉換器實現非常高的效率。新器件GaN FET的應用使得這一優勢表現的更為明顯。
2 轉換器的指標
輸入電壓范圍:350V至400V,額定380V
輸出電壓/功率:12W/1200W
開關頻率:380kHz至450kHz
3 轉換器設計的關鍵點
變壓器設計:轉換器輸入電壓變化范圍較窄,由于LLC變換器具有Bost能力,變比設計按照最大電壓,n=Vin_max/2*Vo。根據設計指標可知,副邊輸出電流較大,采用全波整流方案,并采用兩個變壓器,原邊串聯副邊并聯方法實現高的電流。變壓器采用平面變壓器方案,如圖2所示。
變壓器參數:勵磁電感Lp=34uH,Ls=0.9uH,
由于采用兩只變壓器,故總勵磁電感為68uH,漏感1.8uH
諧振電容:12nF
死區時間計算:指南中采用72mΩ GaN,原副邊的型號分別為:TP65H070LSG、TP65H070LDG
實驗測試:385V輸入,12V輸出,200W至1000W效率及波形如圖3所示。
更詳細資料請通過獲取原文獲得。
4 參考資料
[1] 12V/1200W High Frequency LLC Converter Design using GaN FETs
往期筆記
文獻筆記1---“一種適用于半橋LLC的調幅調頻混合控制方法”
文獻筆記2---一種應用于SR-DAB的DPS-VF控制方法
文獻筆記5---基于無傳感器的Mhz高壓LLC變換器SR技術
文獻筆記13---一種具有短路限制的GaN及驅動、保護的實現
文獻筆記14---一種分段氣隙的CLLC變換器平面變壓器設計
文獻筆記16---一種非對稱EPS調制的單級雙向AC-DC變換器
文獻筆記17---SiC MOS并聯電流不均的影響因素與抑制方法
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