[发明专利]一种基于GaN的高效率高功率密度隔离DC‑DC变换电路

摘要

本发明公开了一种基于GaN的高效率高功率密度隔离DC‑DC变换电路，包括LLC半桥软开关、匝比N11的变压器、滤波电容、Fly‑back辅助电源电路、集成LLC控制UCC25600芯片电路、驱动UCC27714电路、光耦及输出反馈PI调节电路、PEM‑2‑S12‑S5‑D电压转换电路等，其中原边采用GaN器件GS66502B，副边采用GaN器件GS61004B并联同步整流；本发明将LLC谐振电路与同步整流进行结合，采用简单的控制和驱动电路以及辅助电源设计，实现了宽输入电压范围，恒定输出电压12V，200W的DC‑DC变换，电路采用GaN开关器件，提高了变换器效率和功率密度。

主权项

基于GaN的高效率高功率密度隔离DC‑DC变换电路，包括LLC半桥软开关、谐振电感、谐振电容、匝比N:1:1的变压器、及输出整流；其特征在于，所述的LLC半桥软开关采用GaN MOSFET半桥，采用GaN器件GS66502B，所述的输出整流采用GaN MOSFET并联同步整流，采用GaN器件GS61004B，该电路还包括滤波电容、Fly‑back辅助电源电路、集成LLC控制UCC25600芯片电路、驱动UCC27714电路、光耦及输出反馈PI调节电路、PEM‑2‑S12‑S5‑D电压转换电路、UCC24610同步整流控制电路；滤波电容与GaNMOSFET半桥并联连接300‑400V输入电压，UCC25600芯片采集谐振电流，其输出端连接UCC27714电路，UCC27714电路的两路输出各通过一个脉冲驱动变压器与GaNMOSFET半桥中的两个开关管栅极相连，Fly‑back辅助电源电路从输入直流母线取电，用于将300‑400V的输入电压转化为12V为原边芯片UCC25600和UCC27714供电，UCC24610芯片用于给GaNMOSFET并联同步整流电路提供驱动信号，PEM‑2‑S12‑S5‑D电压转换电路用于将原边的12V转化为5V为UCC24610芯片供电，基于431的输出反馈PI调节电路通过光耦反馈到原边控制芯片UCC25600。