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使用集成的 eGaN 功率级构建高能量密度电源

2079477 2022-11-25 | pdf | 285.72KB | 次下载 | 免费

资料介绍

高能量密度开关模式电源 (SMPS) 可以加速电池充电，减小太阳能微型逆变器的尺寸，并满足服务器场的电力需求，所有这些都不会产生过多的热量。然而，工程师现在正在达到构成传统 SMPS 主要开关元件的硅 MOSFET 和 IGBT 的性能极限。相反，由增强型氮化镓 (eGaN)（一种宽带隙半导体）构成的晶体管现在可用于克服硅器件的开关速度和效率限制。高能量密度开关模式电源 (SMPS) 可以加速电池充电，减小太阳能微型逆变器的尺寸，并满足服务器场的电力需求，所有这些都不会产生过多的热量。然而，工程师现在正在达到构成传统 SMPS 主要开关元件的硅 MOSFET 和 IGBT 的性能极限。相反，由增强型氮化镓 (eGaN)（一种宽带隙半导体）构成的晶体管现在可用于克服硅器件的开关速度和效率限制。以前，eGaN 晶体管的成本和实用性使其只能用于最深奥的电源应用，但更广泛的商业化解决了这些挑战。eGaN 晶体管现在是更广泛应用的一种选择。以前，eGaN 晶体管的成本和实用性使其只能用于最深奥的电源应用，但更广泛的商业化解决了这些挑战。eGaN 晶体管现在是更广泛应用的一种选择。本文介绍了与基于传统硅 (Si) MOSFET 或 IGBT 的高频电源相比，基于 eGaN 开关元件的高频电源的优势。本文介绍了与基于传统硅 (Si) MOSFET 或 IGBT 的高频电源相比，基于 eGaN 开关元件的高频电源的优势。然后介绍如何使用EPC然后介绍如何使用EPC、、德州仪器德州仪器和和Navitas 半导体Navitas 半导体的 eGaN 功率级构建适用于电池充电或服务器场等应用的 SMPS 设计指南。的 eGaN 功率级构建适用于电池充电或服务器场等应用的 SMPS 设计指南。高频收益高频收益传统的 SMPS 通常采用范围从几十到几百千赫兹 (kHz) 的开关频率。基频脉宽调制 (PWM) 的占空比决定了电源的电压输出。传统的 SMPS 通常采用范围从几十到几百千赫兹 (kHz) 的开关频率。基频脉宽调制 (PWM) 的占空比决定了电源的电压输出。更高开关频率的主要好处是减小了外围元件的尺寸，例如电感器、变压器和电阻器。这允许设计人员针对相同的输出功率缩小设计，从而提高能量密度。此外，SMPS 输出端的电流和电压纹波减少，从而降低了电磁干扰 (EMI) 的风险以及滤波器电路的成本和尺寸。更高开关频率的主要好处是减小了外围元件的尺寸，例如电感器、变压器和电阻器。这允许设计人员针对相同的输出功率缩小设计，从而提高能量密度。