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。