大联大友尚集团推出基于ST产品的250W LLC谐振直流变换器开发板方案

2022年5月19日,致力于亚太地区市场的领先半导体元器件分销商---大联大控股宣布,其旗下友尚推出基于意法半导体(ST)MasterGaN1+L6599A芯片的250W LLC谐振直流变换器开发板方案。

图示1-大联大友尚基于ST产品的250W LLC谐振直流变换器开发板方案的展示板图

随着半导体和电力电子技术的持续演进,使得人们对于电源产品在尺寸,效率,可靠性,寿命及舒适性方面的要求越来越高。在这种背景下,传统的电源技术已经很难满足应用需求,于是采用LLC谐振变换技术来实现高电源开关效率的方式被广泛应用。针对这一市场趋势,大联大友尚基于ST MasterGaN1和L6599A芯片推出250W LLC谐振直流变换器开发板方案。该方案具有高集成度,有助于客户提高功率密度与能效,简化产品设计,缩短上市时间。

图示2-大联大友尚基于ST产品的250W LLC谐振直流变换器开发板方案的场景应用图

本方案由MasterGaN1驱动,MasterGaN1是一款集成STDRIVE半桥栅极驱动器和两个650V增强型GaN晶体管的产品,其最大功率可达400W,最大额定电流为10A,且低侧和高侧均具有欠压关闭保护,以防止电源开关在低效或危险条件下工作。不仅如此,MasterGaN1还内置自举二极管与内置互锁功能,可有效避免交叉传导条件。并且由于GaN电晶体出色的开关性能,使其工作频率高于普通硅基MOSFET解決方案,因此可以使用较小的电磁元件和电容,实现更高的功率密度和更低的物料清单成本。

方案中的L6599A是一种针对串联谐振半桥拓扑的双端控制器。它提供50%的互补占空比,在同一时间内,高压侧开关和低压侧开关以180°异相的方式接通/断开。该器件的输出电压调节是通过调节工作频率来实现的。为了使用自举方法驱动高压侧开关,L6599A采用了一种能够承受600V以上电压的高压浮动结构,并配备了一个同步驱动的高压DMO。在功能方面,L6599A集成了一个非锁存的低激活禁用输入以及一个用于OCP的电流检测输入,这个组合能够提供完整的过载和短路保护功能。

图示3-大联大友尚基于ST产品的250W LLC谐振直流变换器开发板方案的方块图

除此之外,方案中应用的SRK2001同步整流IC实现了LLC谐振变换器中二次侧同步整流的特定控制,确保每个同步整流器在相应的半绕组开始导通时接通,在其电流降至零时断开。并且具有自适应掩蔽时间和自适应关断逻辑的开启逻辑允许最大化SR MOSFET的导通时间,消除了对寄生电感补偿电路的需要。

图示4-大联大友尚基于ST产品的250W LLC谐振直流变换器开发板方案的实体图

通过结合器件的主要性能,本方案的最高能效超过94%,且凭借着高效率和小尺寸的特点,非常适用于体积、空间有限的应用。经测试,本开发板在24Vdc时,输出功率可达250W,传统前端PFC提供的标称输入电压为400V。

核心技术优势:

· 使用MarterGaN可缩减4倍空间及减轻3倍重量;

· 无需要散热器设计;

· DC输入电压:400V±10%;

· DC输出电压:24V;

· 输出电流可以达到10.4A;

· 输出功率可以达到250W;

· 应用在开关电源,充电器和适配器,工业DC-DC应用,消费类SMPS。

方案规格:

· 使用MasterGaN1高效紧凑的DC/DC转换解决方案;

· 输出电压:24V;

· 输出功率高达250W;

· 标称输入电压:400 V+/-10%;

· 效率:>92%;

·? 防止短路和过电流的输出;

· 输入电压监视器,用于D2D转换器的正确排序和断电保护;

· 电路板尺寸:100 x 60(宽x高)mm,最大组件高度:35mm;

· 符合WEEE和RoHS标准;

· 应用:工业DC-DC应用、适配器、消费型开关电源。

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关于大联大控股:

大联大控股是全球第一、亚太区最大的半导体元器件分销商*,总部位于台北(TSE:3702),旗下拥有世平、品佳、诠鼎及友尚,员工人数约5,000人,代理产品供货商超250家,全球80个分销据点,2021年营业额达278.1亿美金。大联大开创产业控股平台,专注于国际化营运规模与在地化弹性,长期深耕亚太市场,以「产业首选.通路标杆」为愿景,全面推行「团队、诚信、专业、效能」之核心价值观,连续21年蝉联「优秀国际品牌分销商獎」肯定。面临新制造趋势,大联大致力转型成数据驱动(Data-Driven)企业,建置在线数字化平台─「大大网」,并倡导智能物流服务(LaaS, Logistics as a Service)模式,协助客户共同面对智能制造的挑战。大联大从善念出发、以科技建立信任,期望与产业「拉邦结派」共建大竞合之生态系,并以「专注客户、科技赋能、协同生态、共创时代」十六字心法,积极推动数字化转型。 (*市场排名依Gartner 2022年03月公布数据)