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)開關(guān)和低壓側(cè)開關(guān)以180°異相的方式接通/斷開。該器件的輸出電壓調(diào)節(jié)是通過調(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)的半繞組開始導(dǎo)通時(shí)接通，在其電流降至零時(shí)斷開。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諧振直流變換器開發(fā)板方案的實(shí)體圖
通過結(jié)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(diǎn)，非常適用于體積、空間有限的應(yīng)用。經(jīng)測(cè)試，本開發(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)型開關(guān)電源。