LLC电路采用氮化镓MOSFET效率提高至96%

氮化镓的特性介绍
LLC是典型软开关电路。因为开关损耗本来就很小,氮化镓在此电路上改变的是“死区时间”。时间越小,损耗越小,使用死区可调的IC即可。

硬开关电路上的Vds开关损耗对比,氮化镓有明显优势，但LLC是软开关,这部分电路上损耗几乎一样。

  传统的高压硅材料MOSFET, COOL-MOSFET一般保能工作在低频。高频特性变差很多。主要损耗加大发热问题。

  但氮化镓支持工作在高频同时没有带来多少损耗的加大。频率提高电路板子体积变小,成本降低,同时效率会提高1%以上。

  氮化镓FET与Cool-Mosfet对比

Qg门极驱动电流大小。
Qgd与工作的Vds的开关波形有关。越小振荡越小,EMI更好。
Co电容越小,工件中的死区时间可以做到越小。损耗就会越低。
Qrr体内寄生二极管参数,越大表示发热越大。
氮化的反向恢复速度Trr只有30n,远小于Cool-mos所以对应的Qrr更小，如上图说明,面越大发热越大。

500KHz 300W,LLC 400V_DC输入 12V输出，(体积9cm*3cm)无散热片

建议工作频率:是硅MOSFET的3-5倍。这里采用的是500KHz氮化镓，适合高频,频率的提高,变压器体积成倍地变小。输出电容也相应大大变少，功率可以拓展到3000W。

氮化镓是如何降低损耗的？

同Cool mosfet在此电路上实测数据对比

产品的应用：LLC应用，216W PFC+LLC Cool-Mos VS氮化镓效率提高3%

  左边: Cool-mos方案,是硅材科,最高效率需工作在PFC 65KHz，LLC 100KHz(如提高效率，效率更低)；
  右边:氮化镓方案,将工作率均提高到200KHz,体积将缩小一半,整体成本下降,同时效率还提高2%；
  方案中,因氮化镓超低的损耗,左边Cool-mos是0.19欧内阻。而氮化镓采用的是0.3欧内阻。且无需散热片。(PFC电感及变压器由于频率的提高，体积小一半，因氮化镓开关波形整洁，输入EMI滤波去掉一半，输出电容拿掉一半，驱动及谐振电路简化很多，拿掉散热片。)

实例：250W PFC+LLC 苹果一体机电源对比C6方案与氮化镓方案

  ·黑色为苹果原方案,工作频率PFC 65K,LLC,100K
  ·小板为采用氮化镓方案,均200K,96%效率,无散热片。
  ·PWM: 200kHz for GaN
          50-80kHz for Si
  ·Size: 45% reduction
  ·Efficiency: +1.7% at full load +3% at 10% load
  原效辛93%,新方案近96%,体积缩小近50%。相对原方案COOLMOS,氮化镓方案成本稍低一点，CoolMos,190毫欧,氮化镓300毫欧。

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