本文作者
作者
Dr. Gökhan Sen、Milko Paolucci、Sriram Jagannath
在初級端採用氮化鎵開關以實現更高的頻率已被業界廣泛接受。在LLC轉換器中使用氮化鎵（GaN）開關的好處包括：較低的輸出電荷（Qoss），可降低零壓開關（ZVS）所需的循環電流；較低的閘極電荷（Qg），可降低閘極驅動損耗；較高的開關速度可降低較高開關頻率下的占空比損耗。除此之外，氮化鎵開關還具有其他已知特性，例如單位面積導通電阻（RDS(on)）更低、無反向恢復（Qrr）等。
迄今為止，儘管MOSFET的Qg相關損耗比GaN高，但它通常作為LLC轉換器的同步整流器（SR）出現在次級側。另一方面，研究表明，次級開關的高輸出電容（Coss）會增加初級開關節點的等效電容（如變壓器寄生（繞組間）電容），從而使ZVS需要更高的峰值磁化電流（iLm）。由於環流增加，初級側的有效值電流也隨之增加。同樣，在空載或極輕載條件下，LLC的諧振腔行為也會因高頻次級諧振而發生變化。這是因為SR Coss和變壓器寄生使負載特性從電阻性變為電容性，尤其是在空載時。這種變化導致LLC的電容增益隨著頻率的增加而意外增加，通過限制最大開關頻率和/或要求使用假負載作為最小負載，使空載調節變得十分困難。
在本文中，我們將證明在次級側使用氮化鎵開關可以：
提高轉換器效率
提升初級開關的ZVS性能
促進低負載時的電壓調節
由於沒有Qrr，減少了高於共振情況下的損耗
LLC 轉換器拓撲因其高效率、零電壓切換能力以及更佳的 EMI 性能而被廣泛應用於許多領域。另一方面，為了不偏離LLC的最佳工作點（即共振工作點），需要考慮一些設計挑戰。其中一些挑戰是由拓撲結構的特性所引起的，例如在寬電壓範圍內運作；而其他挑戰，例如帶有循環電流的初級ZVS（零電壓切換）和輕載調節，則可以通過選擇具有更佳FOMQoss（Qoss相關功耗係數）的開關來改善。
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