5 利用集成 GaN 简化 ACF 级

本应用手册分析了基于 GaN 的 ACF 如何解决散热和能量存储方面的难题，从而为小尺寸设计提供方便。但是，下一个挑战是管理实际实施，同时考虑成本和集成。图 5-1 显示了支持此拓扑的功率级所需的主要元件。

图 5-1 ACF 的实际实施

除了控制器，功率级初级侧所需的半导体器件包括高侧和低侧 FET、高侧和低侧栅极驱动器、高侧电平转换器和自举二极管。所有器件连同偏置电阻器和旁路电容器都可能会无谓地增加成本、BOM 数量和总体布板空间。

为了解决所有这些器件的复杂性，LMG2610 通过将所有器件集成到一个 7mm × 9mm 封装中来简化功率级。

图 5-2 LMG2610 方框图

如图 5-2 所示，LMG2610 集成了 170mΩ/248mΩ GaN 半桥、栅极驱动器、电平转换器和自举二极管。该器件可支持高达 75W 的 ACF 设计。

除了集成外，LMG2610 的一个主要特性是电流检测仿真，该特性可进一步降低 ACF 设计中的功率损耗。所有电流模式控制器都会检测流经低侧 FET 的电流，以控制器件的导通时间。但是，LMG2610 不必通过传统的检测电阻器检测实际 FET 电流，而是通过 CS 引脚输出低侧 FET 电流的降压副本 (1mA/A)。然后，将复制的电流信号馈送到电阻器中，并产生控制器所需的与传统电流检测方案产生的电压相同的电压。这里的不同之处在于，功率损耗是传统检测方案的一小部分，如方程式 6 所示。

将此功能与 ZVS 和零钳位损耗结合使用可实现出色的 ACF 效率。

与分立式设计相比，将 LMG2610 集成 GaN 半桥与 UCC28782 ACF 控制器配合使用可提供简单且具有成本效益的解决方案。这种组合可实现高频运行，在所有负载电平下都具有高效率、低待机功耗以及在高输入电压下减少 EMI 信号。与图 5-1 相比，由于 LMG2610 提供集成功能，因此图 5-3 要简单得多。

图 5-3 具有 UCC28782 控制器和 LMG2610 集成 GaN 半桥的 ACF 功率级