规划和制作阻隔，降压DC/DC转化器
在可完成规范的5伏输出运用硅MOSFET但具有有限的功用宽输入电压规模和高输出电流，特别是在低负荷和高输入电压。更重要的是，硅老练，从宽输入降压型DC / DC转化器挤出更多的果汁在轻负载时可所以具有挑战性的，假如输入电压较高。不像硅MOSFET，增强型氮化镓(的eGaN)为根底的FET许诺过的同组的输入和输出参数的宽负荷改变供给更好的功用。事实上，因为这些宽禁带设备在高得多的速度与更高的击穿电压下工作和较低的导通电阻，它们能够在宽规模的负载改变的投递高得多的功率，一起削减了空间和本钱。
因为场效应管的eGaN是建立在硅衬底上，本钱差异正在缩小和商业斜坡上升正在改进。高效的电力转化公司(EPC)，例如，一向供给氮化镓上硅为根底的eGaN FET的在曩昔的四年中，并持续扩展其产品组合。此外，为协助规划师从转型到硅场效应管的eGaN，公司已建成许多比较硅MOSFET与场效应晶体管的eGaN特定降压转化器规划的功用评价板(见技能专区的文章。“开发板做评价的eGaN FET的简略“)。此外，EPC现已建立了许多演示板供给运用在特定的DC / DC转化器电路，这些宽禁带设备供给完好的参阅规划。
例如，在本文中，咱们将运用EPC的场效应晶体管的eGaN，如EPC2001和EPC2021，在宽负载改变查询一个宽输入，20 A非阻隔降压型DC / DC转化器规划。本规划中运用的降压操控器是凌力尔特的LTC3891，它集成了驱动器和选用稳定频率电流方式架构。这个DC / DC降压转化器规划用于分布式电源解决方案在电信，工业和医疗运用。
宽输入，高电流降压
在查询的宽输入，运用氮化镓晶体管高电流阻隔降压转化器的规划，让咱们先来看看在这个规划中选用了功用和场效应管的eGaN和EPC2001功用EPC2021。该公司数据显现，EPC2001是一个100 V器材具有RDS的7毫欧(上)和25的漏电流(ID)功用。 EPC2021是一个80伏的eGaN晶体管具有RDS 2.5毫欧的(上)和60的漏电流(ID)功用。脉冲的ID的额定功率为420 A.因为该导通电阻低时，氮化镓晶体管供给低得多的传导损耗。一起，因为它们是规划用于更高的开关频率，开关损耗，这些氮化镓FET是也低得多。此外，为了最大极限地下降封装电感，场效应管的eGaN进来焊锡条钝化裸片方式。这些场效应管的eGaN也克服了最小导通时刻硅MOSFET的问题，使十分高效和紧凑的高降压比同步降压转化器具有宽输入电压规模。
开发的eGaN FET的特点，EPC现已准备好一块开发板，标EPC9118简化构建非阻隔20 A降压型DC / DC转化器，3060 VDC输入电压规模和5.0 V固定直流输出的使命。它包含一个完好的功率级，其间包含的eGaN场效应晶体管EPC2001和EPC2021，驱动器，电感器，和输入/输出电容器(图1)。如图所示，操控器LTC3891包含在GaN FET驱动器。因为氮化镓晶体管能够在高频率切换，在该规划中，降压转化器被转化为400千赫。
总承揽公司的eGaN FET的形象和EPC2001 EPC2021
图1：该功率级包含的eGaN场效应晶体管，驱动器，电感器，和输入/输出电容器。
依据演示板的快速入门攻略，EPC9118是一款2.5英寸的方形板，包含一个全闭环降压转化器优化操控回路。根据图1中所示的功率级，该宽输入20所述的非阻隔降压转化器5 VDC输出的完好示意图在图2中描绘这个完好的电路拼装在此演示板用恰当的布局，以尽量削减丢失和EMI。因为演示板包含一个闭环操控器，功率丈量有必要包含因为操控器丢失。该演示板的攻略供给了衡量这种降压型DC / DC转化器的功率的进程。
总承揽的EPC9118降压型DC / DC转化器的图画
图2：宽输入非阻隔降压型DC / DC转化器的5伏输出电压的完好示意为20 A.
这个攻略给出在400千赫开关频率操作的宽输入降压转化器，它被示于图3的丈量功率功用这标明此紧凑的电路板能够供给超越93%的满负载功率功率，一起供给20 a在5 VDC输出36 VDC输入。与输出负载电流改变从5到20A，转化功率依然超越93%的有36 VDC输入。它开端急剧下降，只有当负载电流降到低于2.5 A.相似地，当输入电压较高时，如48伏直流同为5伏直流电输出，功率下降由点左右。例如，与48伏直流输入和5伏直流电输出，在图3所示的丈量功率是92%以上。这种功率下降略低于92%，当负载电流为5A和输入和输出电压参数和曾经相同。当负载电流开端下降到低于2.5 A，功率开端大幅回落。但是，它依然供给了大约80%的功率的功用，即便当负载电流仅为1 A.相似功用为56伏直流输入也示于图3。
典型的丈量功率曲线图片
图3：典型的丈量功率曲线的宽输入20 A降压DC / DC转化器运用的eGaN FET的。
综上所述，开发板EPC9118标明，高功率，宽输入20 A降压转化器能够很容易地规划和运用高频开关场效应管的eGaN建成。内置有这些宽带隙晶体管的电源电路可完成超越93%的满负荷的20所述的在5伏直流输出为30 V至60 V宽输入直流电压规模转化功率的功率依然很高，即便作为负荷下降到低于5 A.
