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eGaN FET與硅功率器件比拼之六:隔離型PoE-PSE轉(zhuǎn)換器

作者: 時間:2013-01-27 來源:網(wǎng)絡 收藏
換器的效率優(yōu)化,因為它工作在固定的占空比和電壓,與輸入電壓無關,同時,這種受控的輸入/輸出電壓允許使用具有更好品質(zhì)因素的更低額定電壓的器件。其缺點是兩級電路所帶來的額外導通損耗,以及復雜性和器件數(shù)量的增加。

原型和兩級之間的效率比較如圖8所示。它顯示了產(chǎn)品最優(yōu)化的過程,因為在標稱48V輸入時達到了峰值效率。拓撲間的差異可以通過比較38V(低壓線)輸入電壓的結果來描述:由于兩級采用了升壓調(diào)節(jié)電路,低壓線電壓實際上是最差的情況(導通損耗增加,開關損耗沒有明顯的降低),而對傳統(tǒng)的單級方案來說,低壓線是最好的情況,因為其開關損耗最小。

兩級轉(zhuǎn)換器在低壓線處的功耗幾乎接近50W(在相同條件下幾乎是 轉(zhuǎn)換器的兩倍)(見圖9),而在75V(高壓線)輸入損耗在工作電壓高出25%時,則比基于 的轉(zhuǎn)換器高出15%。

eGaN FET與硅功率器件比拼之六:隔離型PoE-PSE轉(zhuǎn)換器
圖6:eGaN FET原型半磚PSE轉(zhuǎn)換器與D轉(zhuǎn)換器(商用MOSFET解決方案)半磚PSE轉(zhuǎn)換器的效率比較。

eGaN FET與硅功率器件比拼之六:隔離型PoE-PSE轉(zhuǎn)換器
圖7:eGaN FET原型與D轉(zhuǎn)換器半磚PSE轉(zhuǎn)換器的功耗比較。

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圖8:eGaN FET原型與B轉(zhuǎn)換器半磚PSE轉(zhuǎn)換器的效率比較。

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圖9:eGaN FET原型與B轉(zhuǎn)換器半磚PSE轉(zhuǎn)換器的功耗比較。

本文小結

本章對采用eGaN FET原型設計的全穩(wěn)壓半磚式供電設備轉(zhuǎn)換器與類似的MOSFET轉(zhuǎn)換器進行了比較。與可比的先進商用轉(zhuǎn)換器相比,eGaN FET原型工作在約高出兩倍的開關頻率時,性能可以得以充分發(fā)揮。與最接近的商用轉(zhuǎn)換器相比,其輸出功率可以高出100W。

值得注意的是,在磚式轉(zhuǎn)換器設計中,拓撲的選擇和器件的優(yōu)化與選擇最佳功率器件同樣重要。所有擅長于這些工藝的工程師應該能夠進一步改善本文所討論的eGaN FET原型的性能。

參考文獻

[1] Johan Strydom, Andrew Ferencz, “eGaN FET-Silicon Power Shootout Vol. 4: Brick Converters” Power Electronics Technology, July 2011, http://powerelectronics.com/discrete-semis/silicon-power-shootout-brick-converters-0711/

[2] IEEE 802.3atTM-2009 ethernet standard, http://standards.ieee.org/about/get/802/802.3.html

[3] Micahel de Rooij, Johan Strydom, “eGaN FET-Silicon Power Shootout Vol. 5: Paralleling eGaN FETs – part 1” http://powerelectronics.com/power_semiconductors/gan_transistors/paralleling-egain-fets-part1-0911/index.html


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