[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

权利要求书

1.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。

2.根据权利要求1所述的基于GaN的高效率高功率密度隔离DC-DC变换电路，其特征在于，所述的脉冲驱动变压器采用EP7磁芯，初级电感值为2mH，匝比为1:1。

3.根据权利要求1所述的基于GaN的高效率高功率密度隔离DC-DC变换电路，其特征在于，所述的LLC谐振电路选定谐振频率：160kHz；输出电容：2200uF，取m＝5，满载时品质因数为Q_e＝0.288，选取谐振电容为24nF，谐振电感为L_r＝40.2μL，主变压器励磁电感L_m＝201μL。

4.根据权利要求1所述的基于GaN的高效率高功率密度隔离DC-DC变换电路，其特征在于，所述的变压器采用铁氧体PQ3220型磁芯，谐振电感采用PQ2020磁芯。

5.根据权利要求1所述的基于GaN的高效率高功率密度隔离DC-DC变换电路，其特征在于，所述的输出整流部分采用三个GaN器件GS61004B并联进行同步整流，具体为：三个GaN MOSFET的漏极共连作为漏端，源极共连作为源端，三个MOSFET的栅极各与一个1Ω电阻一端相连，这三个1Ω电阻(R2、R6、R7)的另一端共接为公共端(Common_point1)，稳压管MMBZ5V6ALT1G跨接于上述公共端与源端之间，源端与一个1Ω电阻(R5)一端相连，该电阻另一端与芯片UCC24610的7号引脚相连，该引脚连接一个10k电阻(R4)后接入公共端，二级管(D1)串联0欧姆电阻(R3)后与5.1Ω电阻(R1)并联，该并联电路二极管阳极端连接公共端，该并联电路另一端与UCC24610的5号引脚相连。