大聯大友尚集團推出基於ST產品的250W LLC諧振直流變換器開發板方案 ...

圖1：大聯大友尚基於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，使得人們對於電源產品在尺寸，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，於是採用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，大聯大友尚基於ST MasterGaN1和L6599A晶片推出250W LLC諧振直流變換器開發板方案。該方案具有高系統整合度，有助於客戶提高功率密度與能效，簡化產品設計，縮短上市時間。

圖2：大聯大友尚基於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電晶體的產品，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還內置自舉二極體與內置互鎖功能，可有效避免交叉傳導條件。並且由於GaN電晶體出色的開關性能，使其工作頻率高於普通矽基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採用了一種能夠承受600V以上電壓的高壓浮動結構，並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啟動禁用輸入以及一個用於OCP的電流檢測輸入，這個組合能夠提供完整的超載和短路保護功能。

圖3：大聯大友尚基於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。並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4：大聯大友尚基於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％，且憑藉著高效率和小尺寸的特點，非常適用於體積、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，用於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。