2021年6月16日，致力于亞太地區(qū)市場的領(lǐng)先半導(dǎo)體元器件分銷商---大聯(lián)大控股宣布，其旗下世平推出基于安森美半導(dǎo)體(ON Semiconductor)NCP51820 650V Hi-Low Side GaN MOS Driver的小型工業(yè)電源供應(yīng)器方案。

圖示1-大聯(lián)大世平推出基于ON Semiconductor產(chǎn)品的小型工業(yè)電源供應(yīng)器方案的展示板圖

氮化鎵(GaN)是最接近理想的半導(dǎo)體開關(guān)的器件，其能夠以非常高的效能和高功率密度來實現(xiàn)電源轉(zhuǎn)換。雖然GaN器件的效能高于當(dāng)今的硅基方案，能夠輕松超過服務(wù)器和云數(shù)據(jù)中心最嚴格的80+規(guī)范或USB PD外部適配器的歐盟行為準則Tier 2標準。但GaN器件在某些方面又不如舊的硅技術(shù)，為了充分發(fā)揮該技術(shù)的潛在優(yōu)勢，在電路設(shè)計時，外部驅(qū)動電路必須與GaN器件相匹配。

圖示2-大聯(lián)大世平推出基于ON Semiconductor產(chǎn)品的小型工業(yè)電源供應(yīng)器方案的方塊圖

GaN驅(qū)動器對性能至關(guān)重要，驅(qū)動器使驅(qū)動電壓保持在電壓最大限值內(nèi)并不是唯一的要求。對于快速開關(guān)，雖然GaN也有閘極電容的特性，但在閘極的有效串聯(lián)電阻和驅(qū)動器中功率被耗散。因此，使電壓擺幅保持最小很重要，理論上，GaN器件在VGS=0安全關(guān)斷，但實際上，即使是最好的門極驅(qū)動器，直接施加到門極的電壓也不可能是0V。所以，優(yōu)化layout是成功的關(guān)鍵。采用ON Semiconductor的NCP51820在進行l(wèi)ayout布局時，能夠匹配門驅(qū)動回路，并有助于產(chǎn)品微型化設(shè)計。將GaN器件和驅(qū)動器置于PCB同側(cè)，通過適當(dāng)?shù)厥褂媒拥?返回面來避免大電流通孔。

圖示3-采用ON Semiconductor NCP51820的示例layout布局圖

本方案中采用的NCP51820高速柵極驅(qū)動器可用于滿足嚴格的驅(qū)動增強模式(e-mode)，高電子遷移率晶體管(HEMT)和柵極注入晶體管(GIT)，氮化鎵(GaN)電源開關(guān)的要求。NCP51820通過先進的技術(shù)提供短而匹配的傳播延遲，為高端驅(qū)動器提供?3.5V至+650V(典型值)共模電壓范圍，為低端驅(qū)動器提供?3.5V至+3.5V共模電壓范圍驅(qū)動能力。此外，該器件還為高速開關(guān)應(yīng)用中的兩個驅(qū)動器輸出極提供高達200V/ns的穩(wěn)定dV/dt操作。

核心技術(shù)優(yōu)勢：

? NCP51820：提供重要的保護功能，例如獨立的欠壓鎖定(UVLO)、監(jiān)視VDD偏置電壓、VDDH和VDDL驅(qū)動器偏置以及基于器件裸片結(jié)溫的熱關(guān)斷功能。并且電路可主動調(diào)節(jié)驅(qū)動器的偏置軌，從而在各種工作條件下防止?jié)撛诘臇旁催^電壓。

? NCP1616：NCP1616是一款高壓PFC控制器，旨在基于創(chuàng)新的電流控制頻率折返(CCFF)方法來驅(qū)動PFC升壓級。在這種模式下，當(dāng)電感器電流超過可程式設(shè)計值時，電路將以臨界導(dǎo)通模式(CrM)工作。當(dāng)電流低于此預(yù)設(shè)水準時，NCP1616在正弦過零處將頻率線性衰減至最低約26KHz。CCFF使額定負載和輕負載下的效率最大化。NCP1616封裝在SOIC-9封裝中，具有堅固、緊湊的PFC級所需的功能。

? NCP13992：其是用于半橋諧振轉(zhuǎn)換器的高性能電流模式控制器。該控制器實現(xiàn)600V柵極驅(qū)動器，簡化了電路布局并減少了外部組件數(shù)量。在需要PFC前級的應(yīng)用中，NCP13992檢測PFC Vbulk電壓的腳位，可控制IC在特定的電壓范圍內(nèi)工作。當(dāng)電壓變化超過設(shè)定，會觸發(fā)Brown?out保護。在空載運行期間NCP13992具有讓PFC和LLC共用電阻分壓器的方法，共用大容量電阻分壓器，進一步降低空載的功率損耗。NCP13992提供了一系列保護功能，可在任何應(yīng)用中安全運。

方案規(guī)格：

? 輸入電源：90–265V;

? 輸出電源：19V/18Amax(RMS);

? Efficiency：95%Load(230Vac)，0%Load<150mW@230Vrms。