eGaN FET与硅器件比拼之低功率无线电源转换器

2014-2-22 21:56| 发布者: 闪电| 查看: 106| 评论: 0|来自: 网络

摘要: 作者：宜普电源转换公司应用总监Michael De Rooij博士、应用副总裁Johan Strydom博士引言无线电源传送应用在通用产品如手机充电器日渐受欢迎。大部分的无线电源解决方案专注于与工作频率约在200 KHz的感应线圈解决 ...

整套感应线圈包括匹配电网

要展示氮化镓场效应晶体管（eGaN FET）在无线电源应用的优势必需比较基于氮化镓及基于等效MOSFET器件的电路性能。所选的MOSFET器件是英非凌公司的BSZ130N03LS_G[13]，它使用3 mm x 3 mm尺寸的 PG-TSDSON-8 封装，与宜普公司的氮化镓器件EPC2014相比，具相同导通电阻，但额定值是30 V，而宜普氮化镓器件的额定值为40 V。

我们设计了演示电路，从而评估氮化镓及MOSFET器件的性能。WiTricity公司[5]提供线圈及匹配电网。

由于转换器具高频开关速度及在电压、电流中快速转换，因此在电路的物理设计方面需要留意版图的设计。功率电路元件具小尺寸，使得量度关键节点变得困难，因此PCB嵌进探孔从而改善至示波器探孔的连接。

实验性装置的设计包含四块独立的电路板：

1）发射装置（功率放大器）

2）发射线圈

3）接收线圈

4）接收装置（整流器）

发射装置含功率放大器（开关转换器）、栅极驱动器、电源稳压器及跟随相位的控制器。发射线圈的电压通过同轴电缆连接得以反馈而被转换为方形波形电压并在用来驱动栅极驱动器之前被延迟及计时，为系统提供类似自转动反馈控制器。这允许对每一个场效应晶体管的频率、占空比及死区时间进行非常精确的调制。图3展示了整个无线电源系统设置的图片。我们使用50 Ω SMA连接器连接所有电路板及使用一英寸长的尼龙线距来分隔发射及接收线圈。连接发射线圈反馈电压的连接器用了SMB snap。