當(dāng)今開關(guān)電源設(shè)計(jì)中的五大問題：
（1）高效率，（2）高功率密度，（3）低待機(jī)功耗，（4）高可靠性，（5）低成本。隨著PD和適配器行業(yè)的發(fā)展，需要相同或更快的充電時(shí)間、更大的功率和更高的輸出電壓的大容量電池的趨勢正在加快。USB PD組織發(fā)布了最新的USB PD3.1規(guī)范，該規(guī)范使最大輸出達(dá)到48V 5A,240W功率。單管反激作為交直流中小功率范圍內(nèi)的主流應(yīng)用拓?fù)洌云渚€性可控的工作方式和易于理解的控制邏輯而為人們所熟知和使用。

隨著反激式應(yīng)用的功率范圍增大，單管在漏感能量處理方面的缺陷越來越明顯，導(dǎo)致在150W以上的應(yīng)用中效率低、漏感電壓尖峰大等問題無法解決。LLC拓?fù)淇梢詽M足高效率的要求，因此越來越受到人們的青睞。然而，在這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，前PFC級(jí)必須在輕負(fù)載期間保持工作，導(dǎo)致諧振電路中的內(nèi)部循環(huán)損耗。待機(jī)功耗成為一個(gè)令人頭疼的問題，而且不可能在很大范圍內(nèi)進(jìn)行電壓調(diào)節(jié)，因此需要一級(jí)協(xié)議電路。電壓降低，效率降低。

雙管反激拓?fù)淇梢暂p松應(yīng)對(duì)約240W的功率范圍，具有很高的效率，還可以解決寬范圍穩(wěn)壓和低待機(jī)功耗的重大挑戰(zhàn)。它非常適合PD和適配器行業(yè)，滿足USB PD 3.1 EPR規(guī)格的要求。

雙管反激式的主要特點(diǎn)：

雙管QR反激變換器的主要特點(diǎn)分為四個(gè)方面。在待機(jī)功耗低、效率高、易于設(shè)計(jì)、電磁干擾小等方面具有顯著的優(yōu)勢。在低待機(jī)功耗方面，雙管QR反激變換器可以輕松滿足要求。在高效率方面，雙管QR反激變換器的特點(diǎn)是漏感能量可以回收到輸入端，而不需要有損耗的緩沖器?？稍诔跫?jí)側(cè)使用500V MOSFET。一次側(cè)采用谷值切換，以減少開關(guān)損耗。減少次級(jí)整流器上的電壓應(yīng)力。雙管QR反激變換器易于設(shè)計(jì)。與著名的傳統(tǒng)反激變換器相同的設(shè)計(jì)，變壓器可以很容易地批量生產(chǎn)。它使大匝率變壓器不需要特別考慮漏感。EMI方面，雙管QR反激變換器EMI低，漏極過沖電壓被箝位到輸入電壓。谷開關(guān)等功能。

氮化鎵芯片

采用KeepTops氮化鎵的240W/15~48V輸出范圍可調(diào)、橋式PFC+雙管反激式全GaN解決方案所示。此解決方案設(shè)計(jì)簡單，控制器選擇范圍廣泛。這個(gè)解決方案是24毫米高，74毫米長，74毫米寬。就能在這樣輕薄的設(shè)計(jì)中達(dá)到更好的效率。在230Vac和48V輸出條件下，四個(gè)點(diǎn)的平均能量效率達(dá)到95%，在230Vac和48V5A時(shí)，效率高達(dá)95.7%。
該方案采用KT65C1R070D和KT65C1R0200D自主開發(fā)的，這種管結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)是完整的級(jí)聯(lián)D-GaN開關(guān)具有低壓硅MOSFET的柵特性。因此，現(xiàn)有的商業(yè)MOSFET柵極驅(qū)動(dòng)器可以很容易地驅(qū)動(dòng)共源共柵D-GaN開關(guān)。此外，硅MOSFET的柵特性是眾所周知的，因此沒有未知的特性需要解決。同時(shí)，Geneng工藝GaN管具有良好的動(dòng)態(tài)電阻特性和良好的溫度特性。器件的柵電荷比普通硅MOS低8倍。低柵電荷保證了器件的快速開關(guān)，從而減少了驅(qū)動(dòng)損耗和開關(guān)損耗。雖然D-GaN器件不具有反向體二極管，但由于它是雙向器件，所以它也能夠反向傳導(dǎo)。只要它們的反向電壓超過柵極閾值電壓，它們就可以開始導(dǎo)通，并且導(dǎo)通壓降小于e-GaN，與硅MOS相當(dāng)。
該方案的功率因數(shù)校正采用L4985 CCM峰值電流模式控制器和由KeepTops自主研發(fā)的KT65C1R070D GaN功率管組成的功率因數(shù)校正電路。在230 VAC和滿負(fù)荷下，PFC效率為97.8%。該控制器具有高壓自啟動(dòng)能力，可以保證pfc電路首先輸出400 V的母線電壓，從而為后續(xù)級(jí)提供穩(wěn)定的高壓輸入電壓，并為后續(xù)級(jí)變壓器的大匝比提供工作條件。
雙管反激作為單管反激的一種拓?fù)鋽U(kuò)展，對(duì)于工程師來說有著良好的設(shè)計(jì)習(xí)慣。同時(shí)，該拓?fù)渚哂须妷簯?yīng)力小、漏感能量回收、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。輸出電壓在很寬的范圍內(nèi)可調(diào)。它使用我們的高性能GaN管來實(shí)現(xiàn)接近零電壓開通特性。非常適合設(shè)計(jì)PD3.0/3.1大功率快速充電源、大功率充電器。

審核編輯 黃宇