eGaN FET与硅功率器件比拼之六:隔离型PoE-PSE转换器
eGaN FET原型和两级转换器之间的效率比较如图8所示。它显示了产品最优化的过程,因为在标称48V输入时达到了峰值效率。拓扑间的差异可以通过比较38V(低压线)输入电压的结果来描述:由于两级转换器采用了升压调节电路,低压线电压实际上是最差的情况(导通损耗增加,开关损耗没有明显的降低),而对传统的单级方案来说,低压线是最好的情况,因为其开关损耗最小。
两级转换器在低压线处的功耗几乎接近50W(在相同条件下几乎是eGaN FET转换器的两倍)(见图9),而在75V(高压线)输入损耗在工作电压高出25%时,则比基于eGaN FET的转换器高出15%。
图6:eGaN FET原型半砖PSE转换器与D转换器(商用MOSFET解决方案)半砖PSE转换器的效率比较。
图7:eGaN FET原型与D转换器半砖PSE转换器的功耗比较。
图8:eGaN FET原型与B转换器半砖PSE转换器的效率比较。
图9:eGaN FET原型与B转换器半砖PSE转换器的功耗比较。
本文小结
本章对采用eGaN FET原型设计的全稳压半砖式供电设备转换器与类似的MOSFET转换器进行了比较。与可比的先进商用转换器相比,eGaN FET原型工作在约高出两倍的开关频率时,性能可以得以充分发挥。与最接近的商用转换器相比,其输出功率可以高出100W。
值得注意的是,在砖式转换器设计中,拓扑的选择和器件的优化与选择最佳功率器件同样重要。所有擅长于这些工艺的工程师应该能够进一步改善本文所讨论的eGaN FET原型的性能。
参考文献
[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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