隨著快速充電系統(tǒng)的趨勢(shì)和不斷增長(zhǎng)的電力需求，迫切需要?jiǎng)?chuàng)建占地面積小、方便、便攜的設(shè)計(jì)。小型化、高功率密度的電源設(shè)計(jì)在消費(fèi)類(lèi)AC/DC市場(chǎng)中占據(jù)了迫在眉睫的份額，重點(diǎn)是高效可靠的能量轉(zhuǎn)換。本應(yīng)用說(shuō)明討論了如何考慮兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)（管理熱量和使用集成GaN技術(shù)提高開(kāi)關(guān)頻率），以創(chuàng)建可靠、功率密集的設(shè)計(jì)。這些討論參考了消費(fèi)者適配器，以提供一個(gè)眾所周知的背景來(lái)討論這些類(lèi)型設(shè)計(jì)的背景和挑戰(zhàn)。然而，本應(yīng)用說(shuō)明中提供的信息可以應(yīng)用于任何電源系統(tǒng)，其中高功率密度和效率是設(shè)計(jì)不可或缺的一部分。

1. 引言

• ?設(shè)計(jì)需求?：
  1. ?熱管理?：高效能減少功率損失，降低熱量產(chǎn)生，以適應(yīng)小型化設(shè)計(jì)。
  2. ?高頻開(kāi)關(guān)?：提高開(kāi)關(guān)頻率，減少能量?jī)?chǔ)存需求，從而減小元器件尺寸。
     *附件：使用集成 GaN 技術(shù)實(shí)現(xiàn)小尺寸 ACDC 適配器應(yīng)用資料.pdf

2. GaN技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

• ?低電容與低電荷?：GaN器件具有更低的柵極電容和柵極電荷，減少開(kāi)關(guān)損失。
• ?快速開(kāi)關(guān)速度?：GaN器件的開(kāi)關(guān)速度更快，有助于實(shí)現(xiàn)高頻操作。
• ?無(wú)體二極管?：消除了反向恢復(fù)損失，提高了效率。

3. 有源鉗位反激式（ACF）拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

• ?零鉗位損失?：通過(guò)有源鉗位電路，將泄漏電感能量傳遞到輸出，減少損失。
• ? 零電壓開(kāi)關(guān)（ZVS） ?：利用磁化電感和輸出電容實(shí)現(xiàn)ZVS，減少開(kāi)關(guān)損失，支持高頻操作。

4. GaN在ACF中的應(yīng)用價(jià)值

• ?低輸出電容?：GaN器件的低輸出電容有助于實(shí)現(xiàn)ZVS，減少RMS電流和傳導(dǎo)損失。
• ?高頻高效能?：GaN與ACF結(jié)合，實(shí)現(xiàn)高頻高效能，滿(mǎn)足小型化設(shè)計(jì)需求。

5. 集成GaN簡(jiǎn)化ACF設(shè)計(jì)

• ?LMG2610集成器件?：將GaN半橋、柵極驅(qū)動(dòng)器、電平移位器和自舉二極管集成在單個(gè)封裝中，簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)。
• ?電流感應(yīng)仿真?：LMG2610提供電流感應(yīng)仿真功能，進(jìn)一步減少功率損失。

6. 物理設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

• ?UCC28782EVM-030?：65W USB-C PD適配器，實(shí)現(xiàn)高功率密度和高效率。
• ?PMP23146?：45W服務(wù)器輔助電源，采用平面變壓器和高頻開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)極高功率密度。

7. 設(shè)計(jì)工具

• ?ACF功率級(jí)設(shè)計(jì)計(jì)算器?：輔助選擇主要功率級(jí)組件。
• ?LMG2610 SIMPLIS模型?：用于初始評(píng)估轉(zhuǎn)換器操作。

8. 總結(jié)

• 集成GaN技術(shù)通過(guò)提高效率和支持高頻操作，有效減小了ACDC適配器的尺寸。LMG2610和UCC28782的結(jié)合為ACF設(shè)計(jì)提供了簡(jiǎn)單、高效、成本效益高的解決方案。