此參考設計是高頻諧振轉換器參考設計。使用諧振頻率為 500 kHz 的諧振電路，輸出電壓調節至 24 V，輸入電壓范圍為 380 V 至 400 V。此設計使用 TI 的高壓 GaN 器件 LMG3410R070 以及 UCD3138A 和 UCD7138 來優化死區時間和同步整流器 （SR） 導通，從而實現了 97.9% 的峰值效率。

*附件：PMP21309 采用 HV GaN FET 的 24V-500W 諧振轉換器參考設計.pdf

特征

• 500kHz 諧振頻率
• 390V 至 24V/500W 轉換
• 390V 輸入時效率為 97.9%
• 功率級 X Y 尺寸 1.9 英寸 x 3 英寸

參數

1. 設計概述

• ?設計名稱?：PMP21309 24V-500W 諧振轉換器參考設計
• ?核心組件?：采用TI的HV GaN FET（LMG3410R070）和數字控制器（UCD3138A）
• ?應用?：高頻諧振轉換器，輸出電壓24V，輸入電壓范圍380V至400V

2. 系統規格

• ?板卡尺寸?：2.5” x 4” x 1.4”
• ?輸入特性?：
  • 最小輸入電壓：380V DC
  • 額定輸入電壓：390V DC
  • 最大輸入電壓：400V DC
• ?輸出特性?：
  • 輸出電壓：24V ± 5%
  • 最大輸出功率：500W

3. 測試與結果

3.1 效率與開關頻率

• ?測試條件?：使用12V風扇進行空氣冷卻
• ?效率數據?：
  • 在380V DC輸入下，峰值效率達到97.9%
  • 在不同輸入電壓和負載條件下，效率保持在90%以上

3.2 熱圖像

• ?測試條件?：環境溫度25°C，強制氣流，輸出加載24.5V/21A
• ?熱點分析?：
  • 變壓器核心最高溫度：約41°C
  • 輸出極板最高溫度：約57°C

3.3 啟動與關閉

• ?啟動電壓波形?：顯示了無負載和24V/21A負載條件下的啟動電壓
• ?關閉瞬態?：顯示了21A負載條件下的關閉瞬態電壓

3.4 輸出紋波電壓

• ?測試條件?：不同輸入電壓和負載條件下
• ?結果?：輸出紋波電壓在可接受范圍內

3.5 負載響應

• ?測試條件?：390V輸入，10A至21A負載瞬態
• ?結果?：系統快速響應負載變化，輸出電壓穩定

3.6 同步整流器導通

• ?測試條件?：不同輸入電壓和24V/21A負載條件下
• ?結果?：顯示了同步整流器Q103的VDS電壓波形，驗證了其正常導通

4. 設計特點

• ?高頻諧振?：采用500kHz諧振頻率，提高功率密度和效率
• ?GaN FET技術?：利用LMG3410R070 GaN FET的低開關損耗和高頻率特性
• ?數字控制?：UCD3138A提供高精度控制和多種保護功能，優化同步整流器死區時間