EPC GaN FET助力DC/DC转换器实现功率密度和效率基准

时间： 2024-02-29 来源：EPC

技术问答

EPC GaN FET与Analog Devices驱动器和控制器相结合，为客户简化氮化镓基设计、提高其效率、降低散热成本、助力计算、工业和消费类应用的DC/DC转换器实现最高功率密度。

宜普电源转换公司（EPC）宣布推出采用EPC GaN FET和Analog Devices，Inc. (ADI)控制器的各种参考设计。

新发布的EPC9195同步降压转换器参考设计电路板以750kHz开关频率运行，可将36V~48V输入电压转换为稳压13.5V输出电压。它在28mmx14mm的极小型封装内提供高达16A的电流，且外形尺寸小于5mm（电感器高度为3.5mm）。这种高功率密度DC/DC转换器用于将电池或充电器的48VDC输入电压转换为稳压的典型12V负载。由于USB PD3.1不断提高功率并减少高达240W的电源线，因此48V输入变得越来越流行。ADI的新型100V同步GaN降压控制器(LTC7891)与EPC的超高效GaN FET（EPC2619）相结合，助力实现超小型、高效的解决方案-在48V/13.5V和16A连续电流下，效率可高达96.4%。

EPC首席执行官Alex Lidow说：“GaN FET可助力DC/DC转换器实现最高的功率密度。我们很高兴与ADI合作，将其先进控制器的优势与高性能GaN器件相结合，从而可为客户提供最高的功率密度且采用很少的组件的解决方案，从而提升效率、提高功率密度和降低系统成本。”

ADI系统和应用总监Keith Szolusha说：“ADI的LTC7890、LTC7891、LT8418和LT8390A与EPC高性能eGaN FET相结合，可实现高功率密度解决方案。它提供更高的开关频率和优化了的死区时间，远远优于市场上当前的解决方案，同时功耗非常低。这些新型快速开关IC可助力客户实现最高的功率密度。”

该参考设计采用了EPC第6代GaN FET（EPC2619），其额定电压为100V、R_DS(on)典型值为3.3mΩ，占板面积小至1.5mmx2.5mm(3.8mm²)，它与EPC第5代器件相比，R_DS(on)*面积改善了40%和有更好的Tempco。就算把器件升级，其占板面积与第5代器件EPC2204相同。

EPC9158是一款以500kHz开关频率运行的双输出同步降压转换器参考设计，可将48V~54V输入电压转换为稳压12V输出，并提供每相高达25A的电流或50A总连续电流。ADI的新型LTC7890-100V、双路、两相同步降压控制器与EPC的超高效EPC2218/EPC2088 GaN FET相结合，可为高功率密度应用提供小占板面积的高效解决方案。该解决方案在48V/12V和50A连续电流下可实现高达96.5%的效率。

EPC9160是一款双输出同步降压转换器参考设计，每相工作开关频率为2MHz，可将9V~24V输入电压转换为3.3V或5V输出电压，可提供高达15A的连续电流。由于开关频率高，该解决方案尺寸非常小（两个输出仅为23mmx22mm），电感器高度仅为3mm。与LTC7890相结合，使该解决方案成为首选2MHz开关频率的车用控制台应用的理想选择。此外，计算、工业、消费和电信功率系统需要小尺寸和非常薄的外形尺寸。

ADI的LTC7890和LTC7891集成了半桥驱动器和智能自举二极管。它提供低Iq、优化的近零死区时间或可编程死区时间、高达3MHz的可编程开关频率。5µA的静态电流（V_IN=48V、V_OUT=5V，仅CH1）可实现极低的待机功耗和出色的轻负载效率。ADI的EVAL-LTC7890-AZ评估板采用EPC2088和EPC2204 GaN FET，在输入电压为30V~72V时，为每个5V和12V输出提供20A电流。EVAL-LTC7891-AZ评估板采用EPC2088 GaN FET和可提供20A输出电流，输出电压为12V，输入电压为36V~72V。

ADI的LT8418 100V半桥栅极驱动器具有智能集成自举开关，非常适合驱动EPC GaN FET，因为它具有高开关频率能力（高达10MHz）、快速传播延迟（10ns典型值）和传播延迟匹配（1.5ns典型值），可实现更短的死区时间、更短的最小脉宽(11ns)和极低的栅极驱动电阻。它还提供精确的欠压和过压锁定保护。ADI的评估板EVAL-LT8418-BZ采用半桥配置的EPC2204 GaN FET，支持80V最大输入、100kHz–10MHz fsw、10A最大电流。应用笔记阐释包括使用和不使用散热器时，500KHz和1MHz工作频率下的结果。

ADI的LT8390A是一款60V高频、4开关降压/升压控制器，配备集成式5V栅极驱动器和高达2MHz的开关频率。它为优化器和电池充电和放电提供电流和电压控制环路。ADI的参考设计EVAL-LT8390A-AZ在8~60V输入电压至24V输出电压内工作，并在2MHz开关频率提供5A连续电流，效率很高。尺寸仅为2x3cm（是当前100W Si Mosfet解决方案尺寸的一半），有配备小型6x6x6mm电感器。

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