ZHDA146 January 2026 LMG3522R030
如第 3.2 节所示,通过公式可以看出,使用更高的开关频率进行开关,可以显著减小飞跨电容器和升压电感器的值。为了实现更高的开关频率,可采用 GaN 晶体管。这些晶体管的开关速度快于标准 Si FET,从而降低了开关损耗。更快的开关速度会导致高 di/dt,同时产生环路寄生电感,这会导致重要器件过压。过压会导致 EMI 问题,甚至导致器件损坏。在此拓扑结构中,两个换向环路可以如图 3-9 中所示。
请注意,图 3-10 中未显示飞跨电容器。仅显示了去耦合的陶瓷电容器。蓝色箭头表示内部环路,由 S2、S3 和 C1 的寄生电感组成。可以按照 LMG3522R030 数据表中所示的布局建议优化此布局。红色圆圈表示外部环路,由 S1、S4 和 C3 组成。为了解耦 S2 和 S3 的寄生电感,可以将电容器 C2 与 C1 并联放置。拥有这个额外的电容器可以改善本地布局,实现 FET 展频,而不会影响电源性能。三电平飞跨电容器开关单元的建议布局如图 3-10 所示。
请注意,从这张图中可以看出,通过添加电容器 C2,开关环路的寄生电感会减小。在添加额外元件时,由于电路板的机械尺寸更大,因此对栅极驱动器信号的处理会变得复杂。这可能会导致需要降低 FET 的额定开关速度,从而增加总损耗。该问题可通过采用集成栅极驱动器的 GaN 晶体管(如 LMG3522R030)来解决。由于内部栅极驱动器的设计,可以快速驱动 GaN 晶体管。