整體方案:QR反激+SR
1. PWM控制IC:NCP1339HDR2GSR
2. 控制IC: NCP4305D(感謝ON-Semi伍工提供的樣片)
3. 功率GaN管:TPH3002LD
4. 變壓器:PQ2020
5. SR功率管:待定
要做小體積,開(kāi)關(guān)頻率需要提上去是必然的,那么效率就成問(wèn)題。QR的方案,高低壓輸入下,滿(mǎn)載開(kāi)關(guān)頻率接近低壓輸入下的3倍。在之前的一些嘗試中我試過(guò),90V輸入下頻率做到三十多KHz,220V輸入下頻率控制在100KHz附近,這樣用Cool-Mos+PQ2620的變壓器,220V輸入下的滿(mǎn)載效率做到94%沒(méi)有問(wèn)題。然而,體積縮小到要用PQ2020的變壓器,頻率要再提高接近一倍,硅MOS的效率就不行了,這次用到了GaN管。
GaN屬于寬禁帶半導(dǎo)體,電子遷移率遠(yuǎn)比硅快。由于GaN是常開(kāi)的,這次用GaN功率管實(shí)際是一個(gè)低壓MOS和一個(gè)GaN串聯(lián)的結(jié)構(gòu),實(shí)測(cè)過(guò),相同Rdson的GaN管和Cool-Mos, 在相同驅(qū)動(dòng)電路下,前者的驅(qū)動(dòng)上升時(shí)間僅20nS左右,看不到明顯的米勒平臺(tái),而后者的驅(qū)動(dòng)上升時(shí)間超過(guò)100ns。
功率管有了,控制IC也是非常難找。一般的QR,出于EMI考慮,通常會(huì)將頻率限制在150K以下,在這里,我需要將頻率跑上去,不能用。有人問(wèn),為什么一定要QR?很簡(jiǎn)單,為了次級(jí)同步整流方便,CCM的SR做起來(lái)會(huì)比較麻煩。所以,我需要的IC必須還有這些特點(diǎn):
1. 最高工作頻率最少允許到200KHz
2. 低待機(jī)功耗(<100mW),也就意味著必須內(nèi)置HV啟動(dòng)
3. 盡可能低一點(diǎn)的CS過(guò)流點(diǎn)(為低壓輸入下?tīng)?zhēng)取一點(diǎn)效率)
4. CS過(guò)流點(diǎn)隨輸入電壓升高而降低,即需要在高低壓下有一致性較好的限功率點(diǎn)
最后翻遍T(mén)I、ST、Fairchild、On-Semi、MPS......最后找到了這顆滿(mǎn)足了我所有需求的IC,NCP1339H。唯一的遺憾是,Pin腳有點(diǎn)多,外圍稍顯復(fù)雜。