【问专家】+DC-DC功率转换中功率元件的选择

DC-DC功率转换中的功率元件如何选择呢?
从结构上讲,比较常用的有MOSFET还有IGBT,主要特征好像是工作频率有差别,那么其他因素如何考虑。
从材料特征讲,常用的是Si基的器件,现在已经出现GaN的DC-DC变换器了,还有SiC,这些不同材料如何选择,有哪些特点呢?

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目前GaN功率器件少用在低压DC-DC变换器上,多用在AC-DC或高压DC-DC上。因为GaN的优势是开关速度快,开关损耗低;而AC-DC因为电压高,因此其开关损耗占的比例比DC-DC高了很多。因此AC-DC的开关频率一直做不高,反激应用中多数在120kHz以下。但采用了GaN,可以轻松提高开关频率,用于PFC Boost可达200kHz,用于LLC可达500kHz。因此GaN目前在小体积大功率如快充产品上被越来越多地采用。在低压DC-DC变换器中,Si管能做到2MHz以上,且暂时用GaN推高频率的意义不大,因此GaN在此领域不热门。
不过GaN有缺点是,成本高,且对于栅极驱动要求很高,一般6V为栅极开通的合适电压,但稍高一点就可能击穿GaN。一般Si管驱动不能直接用于GaN上,因此GaN需要配合专门的驱动电路。
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