Bei dem Referenzdesign EVLMG1-250WLLC handelt es sich um einen 250-W-Resonanzwandler auf einer 100 mm x 60 mm messenden Leiterplatte, auf der die Bauelemente eine Höhe von maximal 35 mm haben. Bestückt ist die Platine mit dem Modul MasterGaN1, das einen Halbbrücken-Gatetreiber der STDrive-Familie enthält.
Anwendungsbereiche des MasterGan1
Der Treiber ist verbunden mit zwei selbstsperrenden 650-V-GaN-Transistoren, die sich durch aufeinander abgestimmte Timing-Parameter, einen Einschaltwiderstand (RDS(on)) von 150 mOhm und einen Maximalstrom von 10 A auszeichnen. Die Logikeingänge sind kompatibel zu Signalen von 3,3 V bis 15 V.
Der MasterGaN1 eignet sich für hocheffiziente, sanft schaltende Topologien wie etwa Resonanzwandler, Sperr- oder Durchflusswandler mit aktiver Klemmung sowie brückenlose Totem-Pole-PFC-Stufen (Power-Factor Correction) in AC/DC-Netzteilen, DC/DC-Wandlern und Wechselrichtern mit bis zu 400 W Leistung.
Durch den hohen Wirkungsgrads der GaN-Leistungstransistoren kommt die Primärseite ohne Kühlkörper aus. Die hervorragenden Schalteigenschaften der GaN-Technologie ermöglichen außerdem eine höhere Schaltfrequenz, als sie mit herkömmlichen Silizium-MOSFETs möglich ist, sodass die induktiven Bauelemente und die Kondensatoren kleiner dimensioniert werden können mit dem Resultat einer höheren Leistungsdichte und eines reduzierten Bauteileaufwands.
Hohe Sicherheit
Das für eine Nennspannung von 400 V ausgelegte Referenzdesign EVLMG1-250WLLC besitzt einen Ausgang mit 24 V und 10 A und kommt auf einen maximalen Wirkungsgrad von über 94 Prozent. Durch die integrierten Sicherheits-Features der MasterGaN-Module ist der Ausgang des Wandlers vor Kurzschlüssen und Überströmen geschützt.
Vorhanden sind ferner ein Brown-Out-Schutz und eine Eingangsspannungsüberwachung, die ein Sequencing in einem Array aus mehreren Gleichspannungswandlern ermöglichen und das Anlaufen eines Motors bei zu geringer Spannung verhindern.
Die MasterGaN-Familie von ST besteht aus pinkompatiblen, integrierten Halbbrücken-Produkten in symmetrischer oder asymmetrischer Konfiguration, untergebracht in einem flachen, 9 mm x 9 mm großen GQFN-Gehäuse. Die Bausteine enthalten Schaltungen, die für bis zu 650 V ausgelegt sind, und weisen deshalb eine mehr als 2 mm betragende Kriechstrecke zwischen den Hochspannungs- und Niederspannungs-Pads auf.
Da die MasterGaN-Module in verschiedenen Leistungsvarianten angeboten werden, lassen sich Designs mit minimalen Änderungen an der Hardware skalieren.
