Transphorm 電源適配器 參考設計 GaN

Transphorm發布緊湊型240瓦電源適配器參考設計

2023-01-16
Transphorm宣布推出新的240瓦電源適配器參考設計。TDAIO-TPH-ON-240W-RD設計方案採用CCM升壓PFC+半橋LLC拓撲結構,功率密度達30W/in³,最大功率轉換效率超過96%。該設計使用了三個Transphorm的SuperGaN功率管(TP65H150G4PS),該氮化鎵功率管的導通電阻為150毫歐,採用為業界所熟悉且深受信賴的三引腳TO-220封裝。在使用PFC架構、較高電流的電源系統中,這種電晶體封裝形式具有出色的低壓線路散熱性能。該參考設計旨在簡化並加速電源系統的開發,適用於高功率密度的交直流電源、快充、物聯網設備、筆記型電腦、醫療用電源、以及電動工具等應用。

TDAIO-TPH-ON-240W-RD是一款240W 24V 10A交直流電源適配器參考設計,採用Transphorm的TP65H150G4PS氮化鎵功率管,搭配onsemi的市售NCP1654 CCM PFC控制器和NCP1399 LLC控制器。使用一個25毫米的散熱器,該設計的功率密度超過了24W/in3。基於不同的散熱器設計,功率密度可提高約25%,達到30W/in3

如此高的功率密度和轉換效率主要得益於設計中使用了TO-220封裝的功率管。目前,業界只有Transphorm提供這種封裝形式的高壓氮化鎵元件。電源適配器以及所有通用交直流電源的低壓線路(即90Vac)具有高電流,需要並聯兩個PQFN封裝(常見於增強型氮化鎵元件)的功率管,以達到所要求的功率輸出——使用這種方法,元件數量翻倍,降低了電源的功率密度。Transphorm的TO-220封裝有效解決了這一問題,以更低的成本實現卓越的功率密度,這是目前增強型氮化鎵元件無法做到的。

其它規格及特點還包括:可運行於90至264 Vac的寬輸入電壓下;峰值效率超過96%,不同電路及負載下效率曲線平坦;精準的開關頻率調節,提高輸入EMI濾波器的利用率;超過180kHz的開關頻率,適用於緊湊型設計。

該款新參考設計豐富了Transphorm的適配器/快充設計工具組合。該產品組合目前包括五個開放式USB-C PD參考設計,功率等級覆蓋45瓦至100瓦,以及兩個用於65瓦和140瓦的開放式USB-C PD/PPS適配器參考設計。

在設計SuperGaN平台時,Transphorm的工程團隊借鑒了以往產品生產過程中的經驗,將這些知識與對性能、可製造性和成本的改進相結合,進而開發出一個由專利技術組成的新GaN平台。該平台在諸多方面均有實質性的改進和極大的簡化,例如,更平坦、更高的效率曲線,品質因數(RON*QOSS)提高約10%;在高輸出電流下,開關節點不需增加緩衝電路;簡化元件組裝有助於降低成本;+/-20Vmax柵極穩健性和4V抗幹擾性能;在超過850億小時的現場應用中,FIT失效率<0.10。

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