宜普240W全氮化鎵快充參考設計

2022 年 04 月 12 日

宜普電源轉換公司(EPC)EPC9171 評估板可將90V~265V通用交流輸入電壓轉換為可調15V~48V直流輸出電壓。該參考設計可在 48V 輸出電壓和5A負載電流下,提供 240W 的最大輸出功率。
 
EPC9171設計中使用的電源拓撲結構由兩相交錯升壓轉換器功率因數校正級和隔離型LCC 共振功率級組成。與輸出電壓範圍受限的LLC共振功率級不同,LCC共振轉換器非常適合需要寬範圍的輸出電壓、多點拓撲的應用。

EPC9171是一種全GaN解決方案,於PFC、LCC 和二次側同步整流電路使用氮化鎵元件。 相比標準矽MOSFET 解決方案,基於氮化鎵元件的解決方案在高出兩倍至三倍的頻率下開關,從而實現非常高的功率密度。
 
對於 PFC,GaN 功率開關的工作頻率遠高於 200kHz,從而允許使用小型PFC電感器。 LCC共振轉換器工作在350至580kHz的頻率範圍內,這有助於縮小電源變壓器和共振電路中其他被動元件。
 
LCC級的二次側採用一對100V、3.2mΩ的EPC2218 GaN FET。 GaN FET 由快速同步整流器控制器驅動,可在整個輸出電壓和電流範圍內,最大限度地減少損耗,並且實現簡單而高效的熱設計。
 
由於可提供240W功率,因此該解決方案不僅可用於筆記型電腦和智能手機的超快速USB充電,還可將USB充電擴展到其他需要240W的應用,例如遊戲PC、電動自行車和電動滑板車。48V電池成本的持續下降讓AC/DC/SMPS 充電器的其他新興應用得以快速發展。
 
EPC 公司首席執行長Alex Lidow說,由於eGaN FET 和 IC開關快、尺寸小和效率高,因此可以進一步縮小USB PD3.1快速充電器的尺寸、減輕重量和同時縮短充電時間。EPC9171充份展現出氮化鎵元件在快充的批量應用中,憑籍其更低的成本和已有供貨的優勢,可實現小型化、非常高效和具有優越熱性能的快充產品。

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