PMP21842 采用 HV GaN FET 的 12V/500W谐振转换器参考设计

此高频谐振转换器参考设计使用谐振频率为 500kHz 的谐振电路，在 380V 至 400V 输入电压范围内调节 12V 输出。使用我们的高压 GaN 器件以及 UCD3138A 和 UCD7138 来优化死区时间和同步整流器 （SR） 导通，此设计实现了 96.0% 的峰值效率（包括偏置电源）。

*附件：采用高压GaN FET的12-V-500-W谐振转换器参考设计.pdf

特征

• 500 kHz 谐振频率
• 标称 390V 至 12V/500W 转换
• 390V 输入时效率为 96.0%，包括偏置电源
• 功率级 X Y 尺寸为 1.9“ x 3”

参数

一、设计概述

• ‌设计目标‌：该参考设计使用谐振电路，以380V至400V的输入电压范围调节出12V的输出电压，输出功率最高可达500W。
• ‌主要元件‌：采用高压GaN FET，结合UCD3138A和UCD7138控制器，优化死区时间和同步整流器（SR）导通。
• ‌效率‌：峰值效率达到96.0%（包括偏置电源）。

二、系统规格

• ‌板尺寸‌：2.5” x 4” x 1.4”
• ‌输入特性‌：
  • 最小输入电压：380V DC
  • 额定输入电压：390V DC
  • 最大输入电压：400V DC
• ‌输出特性‌：
  • 输出电压：12V ± 5%
  • 最大输出功率：500W
    

三、测试与结果

1. 实物照片

• 提供了PCB板的顶面和底面照片，展示了电路布局和组件布局。

2. 效率数据

• 在不同输入电压和输出功率下，测量了转换器的效率。在390V输入和满载（500W）条件下，效率达到95.59%。

3. 热成像

• 展示了在390V DC输入和12V/42A负载下的热成像图，包括顶视图、底视图和侧视图，显示了PCB板的温度分布。

4. 启动波形

• 提供了无负载和12V/42A负载条件下的启动波形图，展示了输入电压、输出电压和输出电流的变化。

5. 关闭波形

• 展示了在42A负载下关闭电源时的电压波形图。

6. 输出纹波电压

• 在不同输入电压和负载条件下，测量了输出纹波电压。

7. 负载响应

• 测试了在390V输入下，从20A到42A的负载瞬态响应。

8. 同步整流器导通

• 展示了在不同输入电压和12V/42A负载下，同步整流器Q103的VDS波形图。
  *附件：PCB 布局 — PMP21842.pdf