整體方案:QR反激+SR
1. PWM控制IC:NCP1339HDR2GSR
2. 控制IC: NCP4305D(感謝ON-Semi伍工提供的樣片)
3. 功率GaN管:TPH3002LD
4. 變壓器:PQ2020
5. SR功率管:待定
要做小體積,開關(guān)頻率需要提上去是必然的,那么效率就成問題。QR的方案,高低壓輸入下,滿載開關(guān)頻率接近低壓輸入下的3倍。在之前的一些嘗試中我試過,90V輸入下頻率做到三十多KHz,220V輸入下頻率控制在100KHz附近,這樣用Cool-Mos+PQ2620的變壓器,220V輸入下的滿載效率做到94%沒有問題。然而,體積縮小到要用PQ2020的變壓器,頻率要再提高接近一倍,硅MOS的效率就不行了,這次用到了GaN管。
GaN屬于寬禁帶半導(dǎo)體,電子遷移率遠(yuǎn)比硅快。由于GaN是常開的,這次用GaN功率管實際是一個低壓MOS和一個GaN串聯(lián)的結(jié)構(gòu),實測過,相同Rdson的GaN管和Cool-Mos, 在相同驅(qū)動電路下,前者的驅(qū)動上升時間僅20nS左右,看不到明顯的米勒平臺,而后者的驅(qū)動上升時間超過100ns。
功率管有了,控制IC也是非常難找。一般的QR,出于EMI考慮,通常會將頻率限制在150K以下,在這里,我需要將頻率跑上去,不能用。有人問,為什么一定要QR?很簡單,為了次級同步整流方便,CCM的SR做起來會比較麻煩。所以,我需要的IC必須還有這些特點:
1. 最高工作頻率最少允許到200KHz
2. 低待機(jī)功耗(<100mW),也就意味著必須內(nèi)置HV啟動
3. 盡可能低一點的CS過流點(為低壓輸入下爭取一點效率)
4. CS過流點隨輸入電壓升高而降低,即需要在高低壓下有一致性較好的限功率點
最后翻遍TI、ST、Fairchild、On-Semi、MPS......最后找到了這顆滿足了我所有需求的IC,NCP1339H。唯一的遺憾是,Pin腳有點多,外圍稍顯復(fù)雜。