一种高效率适配器模块制造技术

本发明专利技术属于电气工程技术领域，具体为一种高效率适配器模块,包括：PWM控制器、第一栅驱动电路、第二栅驱动电路、第三栅驱动电路、第四栅驱动电路、第一GaN功率开关管(MH)、第二GaN功率开关管(ML)、第三GaN功率开关管(MH3)和第四GaN功率开关管(ML3)，分别连接在MH和ML栅端的第一限流电阻(RH)和RL，分别连接在MH1和ML1栅端的第三限流电阻(RH1)和RL1，变压器T，输出电容C1、输出电感L1和输出电感L2，以及检测电路和反馈电路。本发明专利技术为提高频率和功率密度，采用多管并联LGA封装GaN功率开关进行开关变换；采用双面布局结构对栅驱动、多管并联GaN器件和电压母线进行布局优化，提高GaN器件工作可靠性，实现功率模块的高频化和小型化，从而实现高密度功率集成和高效率，可以广泛应用于便携式供电系统中。

A high efficiency adapter module

【技术实现步骤摘要】
一种高效率适配器模块
本专利技术涉及一种高效率适配器模块，属于电气工程

技术介绍
进入21世纪，在智能电网、移动通信以及新能源汽车等新兴产业的牵引下，电力电子应用系统要求进一步提高系统的效率、小型化和增加功能，特别要求电路应用在尺寸、质量、功率和效率之间的权衡，比如服务器电源管理、电池充电器和太阳能电场的微小电源模块。上述应用要求电力电子系统在设计效率>95％的同时，还具有高的功率密度(>500W/in3，即30.5W/cm3)、高比功率(10kW/磅,22kW/kg)和高总负载点(>1000W)。电源适配器又叫外置电源(开关电源适配器)，它是一种小型便携式电子设备及电子电器的供电变亚器，它的产生是由于在实际生活中，电子器件往往是不可直接使用家用电力的，因为家里所使用的是220伏的电源电压，而普遍的电子产品一般所需的电源电压为5伏至20伏左右。所以电源适配器的作用是至关重要的(模块电源)，尤其是如果去到电压和我国的不同国度，那就更加需要220V转110V转换器了。电源适配器常见于手机、液晶显示器和笔记本电脑等本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高效率适配器模块，其特征是，包括：PWM控制器(U1)、第一栅驱动电路、第二栅驱动电路、第三栅驱动电路、第四栅驱动电路、第一GaN功率开关管、第二GaN功率开关管、第三GaN功率开关管和第四GaN功率开关管，第一限流电阻、第二限流电阻、第三限流电阻和第四限流电阻，变压器，输出电容、第一输出电感、第二输出电感，以及检测电路(U4)和反馈电路(U3)；/n上述电路的连接关系为：PWM控制器(U1)的第一脉宽信号(PWH)输出端连接到第一栅驱动电路的输入端，PWM控制器(U1)的第二脉宽信号(PWL)输出端连接到第二栅驱动电路的输入端，PWM控制器(U1)的第三脉宽信号(PWH1)输出端连接...

【技术特征摘要】
20190812 CN 20191074089211.一种高效率适配器模块，其特征是，包括：PWM控制器(U1)、第一栅驱动电路、第二栅驱动电路、第三栅驱动电路、第四栅驱动电路、第一GaN功率开关管、第二GaN功率开关管、第三GaN功率开关管和第四GaN功率开关管，第一限流电阻、第二限流电阻、第三限流电阻和第四限流电阻，变压器，输出电容、第一输出电感、第二输出电感，以及检测电路(U4)和反馈电路(U3)；
上述电路的连接关系为：PWM控制器(U1)的第一脉宽信号(PWH)输出端连接到第一栅驱动电路的输入端，PWM控制器(U1)的第二脉宽信号(PWL)输出端连接到第二栅驱动电路的输入端，PWM控制器(U1)的第三脉宽信号(PWH1)输出端连接到第三栅驱动电路的输入端，PWM控制器(U1)的第四脉宽信号(PWL1)输出端连接到第四栅驱动电路的输入端；第一栅驱动电路的输出端连接到第一限流电阻的左端，第一限流电阻的右端连接到第一GaN功率开关管的栅端，第二栅驱动电路的输出端连接到第二限流电阻的左端，第二限流电阻的右端连接到第二GaN功率开关管的栅端，第三栅驱动电路的输出端连接到第三限流电阻的左端，第三限流电阻的右端连接到第三GaN功率开关管的栅端，第四栅驱动电路的输出端连接到第四限流电阻的左端，第四限流电阻的右端连接到第四GaN功率开关管的栅端；第一GaN功率开关管的源端连接到输入高压母线Vbus，第一GaN功率开关管的漏端为半桥输出HB，半桥输出HB连接到第二GaN功率开关管的漏端和变压器输入高压端，第二GaN功率开关管的源端连接到输入低压母线Vgnd和变压器输入低压端；第三GaN功率开关管的源端连接到变压器输出高压端和第一输出电感的左端，第三GaN功率开关管的漏端连接到输出低压母线端Vout-和第四GaN功率开关管的漏端，还连接到检测电路(U4)的第一输入端口和输出电容的下端；第四GaN功率开关管的源端连接到变压器输出低压端和第二输出电感的左端，第一输出电感的右端连接到输出高压母线端Vout+、第二输出电感的右端、检测电路(U4)的第二输入端口和输出电容的上端；检测电路(U4)的第一输出f1、第二输出f2和第三输出f3分别连接到反馈电路(U3)的第一、第二和第三输入端；反馈电路(U3)的第一输出fb1、第二输出fb2和第三输出fb3分别连接到PWM控制器(U1)的第一、第二和第三输入端；其中，检测电路(U4)的第一输出f1、第二输出f2和第三输出f3分别为电压反馈信号、电流反馈信号和温度反馈信号；
所述PWM控制器(U1)、第一栅驱动电路、第二栅驱动电路、第三栅驱动电路、第四栅驱动电路、第一GaN功率开关管、第二GaN功率开关管、第三GaN功率开关管和第四GaN功率开关管，第一限流电阻、第二限流电阻、第三限流电阻和第四限流电阻，变压器，输出电容、第一输出电感、第二输出电感，以及检测电路(U4)和反馈电路(U3)在版图实现时采用双面布局结构。


2.根据权利要求1所述的一种高效率适配器模块，其特征是：所述的第一GaN功率开关管和第二GaN功率开关管采用多个小电流GaN功率开关管并联来实现大电流输出；并且所述的第一GaN功率开关管和第二GaN功率开关管均采用LGA封装形式的HEMT器件。


3.根据权利要求1所述的一种高效率适配器模块，其特征是所述双面布局结构包括：输入高压区(1)、变压器区(2)、输出电压区(3)和低压供电区(4)；所述输入高压区(1)、变压器区(2)、输出电压区(3)分布在正面；所述低压供电区(4)分布在反面，正面和反面之间的第二脉宽信号(PWL)、第一脉宽信号(PWH)、电压反馈信号、电流反馈信号和温度反馈信号通过通孔连接；
所述输入高压区(1)内部包括N个栅驱动电路版图区...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭晶，
申请(专利权)人：洛阳光度智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41