2022年5月19日,致力于亞太地區市場的領先半導體元器件分銷商---大聯大控股宣布,其旗下友尚推出基于意法半導體(ST)MasterGaN1+L6599A芯片的250W LLC諧振直流變換器開發板方案。
圖示1-大聯大友尚基于ST產品的250W LLC諧振直流變換器開發板方案的展示板圖
隨著半導體和電力電子技術的持續演進,使得人們對于電源產品在尺寸,效率,可靠性,壽命及舒適性方面的要求越來越高。在這種背景下,傳統的電源技術已經很難滿足應用需求,于是采用LLC諧振變換技術來實現高電源開關效率的方式被廣泛應用。針對這一市場趨勢,大聯大友尚基于ST MasterGaN1和L6599A芯片推出250W LLC諧振直流變換器開發板方案。該方案具有高集成度,有助于客戶提高功率密度與能效,簡化產品設計,縮短上市時間。
圖示2-大聯大友尚基于ST產品的250W LLC諧振直流變換器開發板方案的場景應用圖
本方案由MasterGaN1驅動,MasterGaN1是一款集成STDRIVE半橋柵極驅動器和兩個650V增強型GaN晶體管的產品,其最大功率可達400W,最大額定電流為10A,且低側和高側均具有欠壓關閉保護,以防止電源開關在低效或危險條件下工作。不僅如此,MasterGaN1還內置自舉二極管與內置互鎖功能,可有效避免交叉傳導條件。并且由于GaN電晶體出色的開關性能,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,實現更高的功率密度和更低的物料清單成本。
方案中的L6599A是一種針對串聯諧振半橋拓撲的雙端控制器。它提供50%的互補占空比,在同一時間內,高壓側開關和低壓側開關以180°異相的方式接通/斷開。該器件的輸出電壓調節是通過調節工作頻率來實現的。為了使用自舉方法驅動高壓側開關,L6599A采用了一種能夠承受600V以上電壓的高壓浮動結構,并配備了一個同步驅動的高壓DMO。在功能方面,L6599A集成了一個非鎖存的低激活禁用輸入以及一個用于OCP的電流檢測輸入,這個組合能夠提供完整的過載和短路保護功能。
圖示3-大聯大友尚基于ST產品的250W LLC諧振直流變換器開發板方案的方塊圖
除此之外,方案中應用的SRK2001同步整流IC實現了LLC諧振變換器中二次側同步整流的特定控制,確保每個同步整流器在相應的半繞組開始導通時接通,在其電流降至零時斷開。并且具有自適應掩蔽時間和自適應關斷邏輯的開啟邏輯允許最大化SR MOSFET的導通時間,消除了對寄生電感補償電路的需要。
圖示4-大聯大友尚基于ST產品的250W LLC諧振直流變換器開發板方案的實體圖
通過結合器件的主要性能,本方案的最高能效超過94%,且憑借著高效率和小尺寸的特點,非常適用于體積、空間有限的應用。經測試,本開發板在24Vdc時,輸出功率可達250W,傳統前端PFC提供的標稱輸入電壓為400V。
核心技術優勢:
· 使用MarterGaN可縮減4倍空間及減輕3倍重量;
· 無需要散熱器設計;
· DC輸入電壓:400V±10%;
· DC輸出電壓:24V;
· 輸出電流可以達到10.4A;
· 輸出功率可以達到250W;
· 應用在開關電源,充電器和適配器,工業DC-DC應用,消費類SMPS。
方案規格:
· 使用MasterGaN1高效緊湊的DC/DC轉換解決方案;
· 輸出電壓:24V;
· 輸出功率高達250W;
· 標稱輸入電壓:400 V+/-10%;
· 效率:>92%;
·? 防止短路和過電流的輸出;
· 輸入電壓監視器,用于D2D轉換器的正確排序和斷電保護;
· 電路板尺寸:100 x 60(寬x高)mm,最大組件高度:35mm;
· 符合WEEE和RoHS標準;
· 應用:工業DC-DC應用、適配器、消費型開關電源。
