[发明专利]一种高效率适配器模块

摘要

本发明属于电气工程技术领域，具体为一种高效率适配器模块,包括：PWM控制器、第一栅驱动电路、第二栅驱动电路、第三栅驱动电路、第四栅驱动电路、第一GaN功率开关管(MH)、第二GaN功率开关管(ML)、第三GaN功率开关管(MH3)和第四GaN功率开关管(ML3)，分别连接在MH和ML栅端的第一限流电阻(RH)和RL，分别连接在MH1和ML1栅端的第三限流电阻(RH1)和RL1，变压器T，输出电容C1、输出电感L1和输出电感L2，以及检测电路和反馈电路。本发明为提高频率和功率密度，采用多管并联LGA封装GaN功率开关进行开关变换；采用双面布局结构对栅驱动、多管并联GaN器件和电压母线进行布局优化，提高GaN器件工作可靠性，实现功率模块的高频化和小型化，从而实现高密度功率集成和高效率，可以广泛应用于便携式供电系统中。

主权项

1.一种高效率适配器模块，其特征是，包括：PWM控制器(U1)、第一栅驱动电路、第二栅驱动电路、第三栅驱动电路、第四栅驱动电路、第一GaN功率开关管、第二GaN功率开关管、第三GaN功率开关管和第四GaN功率开关管，第一限流电阻、第二限流电阻、第三限流电阻和第四限流电阻，变压器，输出电容、第一输出电感、第二输出电感，以及检测电路(U4)和反馈电路(U3)；/n上述电路的连接关系为：PWM控制器(U1)的第一脉宽信号(PWH)输出端连接到第一栅驱动电路的输入端，PWM控制器(U1)的第二脉宽信号(PWL)输出端连接到第二栅驱动电路的输入端，PWM控制器(U1)的第三脉宽信号(PWH1)输出端连接到第三栅驱动电路的输入端，PWM控制器(U1)的第四脉宽信号(PWL1)输出端连接到第四栅驱动电路的输入端；第一栅驱动电路的输出端连接到第一限流电阻的左端，第一限流电阻的右端连接到第一GaN功率开关管的栅端，第二栅驱动电路的输出端连接到第二限流电阻的左端，第二限流电阻的右端连接到第二GaN功率开关管的栅端，第三栅驱动电路的输出端连接到第三限流电阻的左端，第三限流电阻的右端连接到第三GaN功率开关管的栅端，第四栅驱动电路的输出端连接到第四限流电阻的左端，第四限流电阻的右端连接到第四GaN功率开关管的栅端；第一GaN功率开关管的源端连接到输入高压母线Vbus，第一GaN功率开关管的漏端为半桥输出HB，半桥输出HB连接到第二GaN功率开关管的漏端和变压器输入高压端，第二GaN功率开关管的源端连接到输入低压母线Vgnd和变压器输入低压端；第三GaN功率开关管的源端连接到变压器输出高压端和第一输出电感的左端，第三GaN功率开关管的漏端连接到输出低压母线端Vout-和第四GaN功率开关管的漏端，还连接到检测电路(U4)的第一输入端口和输出电容的下端；第四GaN功率开关管的源端连接到变压器输出低压端和第二输出电感的左端，第一输出电感的右端连接到输出高压母线端Vout+、第二输出电感的右端、检测电路(U4)的第二输入端口和输出电容的上端；检测电路(U4)的第一输出f1、第二输出f2和第三输出f3分别连接到反馈电路(U3)的第一、第二和第三输入端；反馈电路(U3)的第一输出fb1、第二输出fb2和第三输出fb3分别连接到PWM控制器(U1)的第一、第二和第三输入端；其中，检测电路(U4)的第一输出f1、第二输出f2和第三输出f3分别为电压反馈信号、电流反馈信号和温度反馈信号；/n所述PWM控制器(U1)、第一栅驱动电路、第二栅驱动电路、第三栅驱动电路、第四栅驱动电路、第一GaN功率开关管、第二GaN功率开关管、第三GaN功率开关管和第四GaN功率开关管，第一限流电阻、第二限流电阻、第三限流电阻和第四限流电阻，变压器，输出电容、第一输出电感、第二输出电感，以及检测电路(U4)和反馈电路(U3)在版图实现时采用双面布局结构。/n