STMicroelectronics EVL250WMG1L演示板是一款諧振LLC轉(zhuǎn)換器，專門用于基于MasterGaN1L的任何需要最小尺寸和高效率的工業(yè)應(yīng)用。在同一封裝中嵌入幾個GaN MOSFET和一個驅(qū)動器，可直接連接任何SMPS控制器。得益于GaN technology?和嵌入式驅(qū)動器，該轉(zhuǎn)換器的設(shè)計工作頻率高于使用傳統(tǒng)MOSFET的頻率。該板在一次側(cè)沒有散熱器，尺寸顯著減??；功率密度為34W/in^3^ 。該板具有高效率和小尺寸，因此適合用于空間受限的應(yīng)用。輸出功率高達250WA（24VDC 時）。轉(zhuǎn)換器具有過流、短路和過壓保護特性。輸入電壓監(jiān)控允許以級聯(lián)轉(zhuǎn)換器的正確排序啟動，從而防止在過低輸入電壓下工作。STMicroelectronics EVL250WMG1L包括一個帶變壓器和一次側(cè)控制器的主板以及兩個小型子板：一個子板位于一次側(cè)，嵌入在MasterGaN1L中。相比之下，另一個子板位于二次側(cè)，有SR控制器SRK2001A和MOSFET。

數(shù)據(jù)手冊：*附件：STMicroelectronics EVL250WMG1L演示板數(shù)據(jù)手冊.pdf

特性

• 采用MasterGaN1L進行直流/直流轉(zhuǎn)換的高效率、緊湊型解決方案
• 24 V 輸出電壓
• 輸出功率高達250W
• 標稱輸入電壓：400V+/-10%
• 效率：>92%
• 輸出短路和過流保護
• 輸入電壓監(jiān)控器，用于正確排序為D2D轉(zhuǎn)換器和掉電保護
• 板尺寸為80mm x 50mm（寬x高），最大元件高度為30mm
• 符合WEEE標準和RoHS指令

框圖

基于ST EVL250WMG1L演示板的LLC諧振變換器技術(shù)解析?

?一、核心器件與拓撲架構(gòu)?

STMicroelectronics的EVL250WMG1L演示板是一款采用?GaN技術(shù)?的諧振LLC變換器，其設(shè)計亮點在于：

• ?主控芯片?：集成L6599A控制器與MasterGaN1L功率模塊（內(nèi)置兩個GaN MOSFET和驅(qū)動電路），實現(xiàn)高頻開關(guān)（>100kHz）與無散熱片設(shè)計
• ?拓撲結(jié)構(gòu)?：LLC諧振網(wǎng)絡(luò)通過變壓器實現(xiàn)軟開關(guān)，配合次級同步整流控制器SRK2001A，整機效率峰值達? 94.9% ?（75%負載時）
• ?緊湊設(shè)計?：80mm×50mm的PCB面積上實現(xiàn)34W/inch3功率密度，最大元件高度僅30mm

?二、關(guān)鍵性能參數(shù)與測試數(shù)據(jù)?

根據(jù)手冊中的效率測試表（Table 1），該方案在工業(yè)級寬輸入電壓范圍（400V±10%）下表現(xiàn)優(yōu)異：

圖2效率曲線顯示其負載調(diào)整率<1.5%，特別適合工業(yè)電源的動態(tài)負載場景

?三、保護機制與系統(tǒng)集成?

1. ?多重保護?
   • 輸入電壓監(jiān)控實現(xiàn)?順序啟動?與欠壓鎖定（Brown-out protection）
   • 輸出端集成過流、短路、過壓保護電路
2. ?模塊化架構(gòu)?
   • 主板含變壓器和初級控制電路
   • 子板分立設(shè)計：MasterGaN1L模塊（初級側(cè)）與SRK2001A同步整流模塊（次級側(cè)）

?四、典型應(yīng)用場景?

• ?工業(yè)D2D電源?：支持級聯(lián)設(shè)計，適用于伺服驅(qū)動器、PLC供電
• ?高密度適配器?：GaN高頻特性可取代傳統(tǒng)硅基方案，縮小體積30%以上
• ?消費類SMPS?：滿足家電/IT設(shè)備對高效率（>92%）和低待機功耗（<0.5W）的需求

?五、設(shè)計啟示?

該方案展示了GaN器件在高壓大功率場景的優(yōu)勢：

1. ?高頻化潛力?：MasterGaN1L的快速開關(guān)特性可提升功率密度
2. ?系統(tǒng)級優(yōu)化?：通過諧振拓撲與同步整流的協(xié)同設(shè)計，突破傳統(tǒng)效率瓶頸
3. ?可靠性設(shè)計?：輸入監(jiān)測與保護電路的集成簡化了工業(yè)電源的認證流程