[发明专利]一种基于分立的耗尽型GaN器件的快充电路

说明书

本发明公开了一种基于分立的耗尽型GaN器件的快充电路，包括：交流电源、整流桥、输入电解电容、变压器、吸收电路、输出整流管、输出电容、负载、GaN HEMT管和低压silicon管；本发明采用分立的高压D mode GaN器件和低压silicon器件级联形式，并使用一个外置电容来补偿电容的不匹配，从而实现低压Silicon工作在合理的电压区间。

技术领域

本发明涉及快充电路技术领域，特别是涉及一种基于分立的耗尽型GaN器件的快充电路。

背景技术

随着通信技术的发展，消费者对手机充电器的要求越来越高，小体积高效率是消费者的主要诉求，快充技术应运而生，目前的快充技术主要采用的是如图1所示反激变换器，其中的主开关管S11目前主要有三种方案：1、直接使用高压Si器件；2、使用E mode GaN器件；3、使用D mode GaN合封而成的cascode器件。

方案1的缺点是频率不能提高，损耗大，效率低；方案2的缺点是驱动电压范围比较窄，存在可靠性风险；方案3的缺点是合封使用的陶瓷基板贵，合封成本高，另外D mode GaN和LV silicon器件存在电容匹配问题，调试不灵活。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种基于分立的耗尽型GaN器件的快充电路。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于分立的耗尽型GaN器件的快充电路，包括：交流电源、整流桥、输入电解电容、变压器、吸收电路、输出整流管、输出电容、负载、GaN HEMT管和低压silicon管；

所述交流电源与所述整流桥连接；所述整流桥与所述输入电解电容并联连接；所述输入电解电容的一端与所述吸收电路的一端连接，所述输入电解电容的另一端与所述低压silicon管的源极连接；所述低压silicon管的漏极与所述连接GaN HEMT管的源极连接；所述GaN HEMT管的漏极与所述吸收电路的另一端连接；所述变压器原边与所述吸收电路连接；所述变压器副边的一端与所述输出电容的一端连接，所述变压器副边的另一端与所述输出整流管的漏极连接；所述输出电容的另一端与所述输出整流管的源极连接；所述负载与所述输出电容并联连接。

可选地，所述GaN HEMT管的栅极和源极之间还连接有补偿电容。

可选地，所述整流桥包括第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管；所述第一二极管的输入端与所述交流电源的输出端连接，所述第一二极管的输出端与所述第二二极管的输出端连接；所述第二二极管的输入端分别与所述交流电源的输出端以及第四二极管的输出端连接；所述第四二极管的输入端与所述第三二极管的输入端连接，所述第三二极管的输出端与所述第一二极管的输入端连接；所述第二二极管的输出端与所述输入电解电容的一端连接；所述第四二极管的输入端与所述输入电解电容的另一端连接。

可选地，所述吸收电路包括吸收电容、吸收电阻和第五二极管；所述吸收电容的一端分别与所述输入电解电容的一端以及所述吸收电阻的一端连接；所述第五二极管的输出端分别与所述吸收电容的另一端以及所述吸收电阻的另一端连接；所述第五二极管的输入端分别与所述变压器原边的一端以及所述GaN HEMT管的漏极连接；所述变压器原边的另一端和所述吸收电阻的一端之间连接有电感。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

(1)本发明用分立的高压D mode GaN器件和低压silicon器件级联形式来取代图1中的S11，使用一个外置电容来补偿D Mode GaN器件和低压Silicon器件之间结电容的不匹配，从而实现低压Silicon工作在合理的电压区间。

(2)本发明使用的是氮化镓器件，寄生电容小，无反向恢复电荷，开关速度更快，开关损耗更低；本发明驱动低压Si Mosfet，驱动电压范围宽，可以工作在9V，最大可以工作在20V以上。

附图说明