ZHCAFS3 September   2025 UCC25661

 

  1.   1
  2.   摘要
  3.   商标
  4. 1简介
  5. 2GaN 在 LLC 谐振转换器中的优势
    1. 2.1 效率更高
    2. 2.2 开关速度更快
    3. 2.3 寄生电容减小
    4. 2.4 功率密度提高
    5. 2.5 导热率高
    6. 2.6 结温更低
  6. 3LLC 谐振转换器
    1. 3.1 LLC 谐振控制器中输出电压 (VOUT) 与开关频率 (fS) 之间的关系
      1. 3.1.1 LLC 充电挑战
      2. 3.1.2 支持宽 VIN/VOUT 范围的 LLC
  7. 4LLC 转换器在采用 GaN 开关的电池充电器中的实际应用
    1. 4.1 要求和范围
    2. 4.2 锂离子电池的充电曲线
    3. 4.3 如何在电池充电器的 LLC 设计中支持宽 VOUT 范围
    4. 4.4 原型硬件
  8. 5总结

2.3 寄生电容减小

GaN FET 通常具有较低的寄生电容，这意味着在开关转换期间对这些电容进行充电和放电会产生较少的能量损耗。这会降低电源转换器的总热负荷（效率更高）。

MOSFET 具有更高的寄生电容，这会导致更高的开关损耗，因而产生更多热量。

LLC 谐振控制器使我们能够实现零电压开关，而 ZVS 的原理是在漏源电压 (VDS) 为零时导通开关元件。根据这一知识，我们可以假设在 LLC 功率级转换期间 (VDS = 0V)，寄生电容 CGS 和 CGD 可视为零。那么，总输入电容 CISS (CGS + CGD) 视为零。

→在使用 ZVS 的拓扑中，影响开关性能的寄生电容则是总输出电容 COSS。

方程式 1. C O S S   =   C D S   +   C G D
方程式 2. V D S   =   0 V   →   C G D   =   0     C O S S   =   C D S
GaN FET 寄生模型图 2-1 GaN FET 寄生模型

在以高频开关运行的 ZVS 拓扑中，使用具有较低且稳定的 COSS 值的开关元件实现高效率至关重要。图 2-2 和图 2-3 中的示例展示了在开关转换期间 COSS 如何随 VDS 变化，以及典型 650V MOSFET 和 GaN FET 上 COSS 值的差异。

650V MOSFET 230mΩ（典型值）图 2-2 650V MOSFET 230mΩ（典型值）
650V GaN FET 270mΩ（典型值）图 2-3 650V GaN FET 270mΩ（典型值）