【选型】如何为宇航电源选择合适的GaN功率开关管

时间： 2019-08-28 来源：世强

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为了应对电源转换器在严峻的工作环境下正常工作，包括宇航、高飞行高度或者高可靠性航天应用，都必须具有高耐离子化辐射性能，这样才能确保电源不会因为辐射而损坏或产生故障。EPC与宇航行业企业一起致力于测试面向宇航及军事应用的高可靠性功率开关管GaN产品，本文将结合EPC的GaN产品，讨论如何为宇航电源选择合适的功率开关管。

首先，GaN具有很好的耐辐射特性，这使得GaN相对于其他功率开关管有着先天的宇航电源应用优势，关于耐辐射的这方面特性，世强电商平台有相关文章，可以自行检索。其次，宇航电源的功率主要以40W-500W为主，输入30V（25V-45V）左右，输出15V/5V，其电路拓扑以正激、反激或LLC为主，如图1所示，就是宇航电源应用的一个典型电路。

图1 GaN在宇航电源应用的典型电路原理图

根据反激拓扑的尖峰电压叠加，V_DC选取100V的开关管，考虑宇航电源的双倍余量控制，V_DC最终选取200V，根据不同的功率的段，推荐不同的开关管，以40W为例，推荐使用EPC2019，8.5A/200V，50mΩ，若功率为500W，推荐使用EPC2034，44A/200V，10mΩ，中间的功率段EPC在200V的GaN型号也有很多可供选择。

GaN功率开关管除了很好的耐辐噪特性外，其高效率也是宇航电源电源所需的特性之一，因为宇航电源的主要能量来源于太阳能，电源转换的高效性，能确保宇航各设备的持久工作。以EPC GaN的EPC2034为例，导通电阻最低的只有10 mΩ，这就确保了电源在高频工作下的低损耗，从而提高了工作效率，如图2所示，GaN和普通的SI MOS在宇航电源应用高的效率对比，从图中可以看出基于EPC2034的整体效率相对于SI MOS提高4%左右。

图2 GaN和普通的SI MOS在宇航电源应用高的效率对比示意图

由以上可以看出，针对不同功率段的宇航电源，使用EPC2019和EPC2034等作为功率开关管，能表现出很好的耐辐噪和高效率特性。

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