一种次级同步氮化镓应用电路制造技术

本发明专利技术公开了一种次级同步氮化镓应用电路，包括芯片U1、金氧半场效晶体管MOSFET、变压器T1、二极管D1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C1、电容C2、电容C3、电容EC1及电容EC2，且所述芯片U1的型号为SC3520，所述金氧半场效晶体管MOSFET的型号为INN150LA070A。本发明专利技术具有电路简单，实用性强的优点，且同步整流管采用INN150LA070A使得效率更高，同步整流控制器采用SC3520使得其能快速关断同步整流控制器，损耗小，同时在同功率下次级氮化镓效率更好，体积可做到更小。积可做到更小。积可做到更小。

【技术实现步骤摘要】
一种次级同步氮化镓应用电路


[0001]本专利技术涉及半导体
，具体来说，涉及一种次级同步氮化镓应用电路。

技术介绍

[0002]氮化镓(GaN、gallium nitride)是氮和镓的化合物，是一种III族(硼族元素)和V族(氮族元素)的直接能隙的半导体，氮化镓的能隙很宽，为3.4eV(电子伏特)，而现今最常用的半导体材料硅的能隙为1.12eV，因此氮化镓在高功率和高速器件中具有比硅器件更好的性能。
[0003]随着第三代半导体功率管的兴起和普及，氮化镓(GaN)MOS管被广泛应用于高开关速度和高功率密度的场合。同时，随着PD 3.1协议的落地，百瓦级以上的充电器和电源适配器开始追求更高的功率密度，传统的Si MOS器件，开关频率和转换效率较低，磁性元件的体积大，无法进一步提升电源的功率密度。
[0004]针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

[0005]针对相关技术中的问题，本专利技术提出一种次级同步氮化镓应用电路，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
[0006]为此，本专利技术采用的具体技术方案如下：
[0007]一种次级同步氮化镓应用电路，包括芯片U1、金氧半场效晶体管MOSFET、变压器T1、二极管D1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C1、电容C2、电容C3、电容EC1及电容EC2；其中，所述芯片U1的第一引脚分别与所述电阻R2的一端及所述芯片U1的第六引脚连接，所述芯片U1的第二引脚分别与所述电阻R3的一端、所述电容C3的一端、所述变压器T1的LF
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端、所述金氧半场效晶体管MOSFET的源极、所述电阻R1的一端及所述二极管D1的正极连接，所述变压器T1的LF+端接地；所述芯片U1的第三引脚与所述电阻R3的另一端连接，所述芯片U1的第四引脚与所述电容C3的另一端连接，所述芯片U1的第五引脚与所述金氧半场效晶体管MOSFET的栅极连接；所述金氧半场效晶体管MOSFET的漏极分别与所述电阻R2的另一端、所述电容EC1的一端、所述电容EC2的一端、所述电容C2的一端、所述电容C1的一端、所述二极管D1的负极及电压输入端Vin连接，所述电容C1的另一端与所述电阻R1的另一端连接，所述电容EC1的另一端、所述电容EC2的另一端及所述电容C2的另一端均接地。
[0008]进一步的，所述芯片U1的型号为SC3520。所述芯片U1为智能型次级同步整流控制芯片，用于直驱氮化镓同步整流管。
[0009]进一步的，所述金氧半场效晶体管MOSFET为N沟道功率金氧半场效晶体管MOSFET，且所述金氧半场效晶体管MOSFET的型号为INN150LA070A。所述金氧半场效晶体管MOSFET的耐压为150V，导通电阻为7mΩ，且所述金氧半场效晶体管MOSFET为高电子迁移率晶体管。所述金氧半场效晶体管MOSFET采用LGA3.2x2.2mm封装技术进行封装，具有零反向恢复、低栅极电荷、低导通电阻的特性，适用于
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40℃～150℃的工作环镜。
[0010]进一步的，所述电容EC1和所述电容EC2均为极性电容。
[0011]进一步的，当电压VDS低于导通阈值时，SR MOSFET导通，当电压VDS超过导通阈值时，SR MOSFET关断；连续监测SR导通压降，以最小化导通损耗，极速关断比较器和驱动电路确保SR MOSFET的安全性。
[0012]本专利技术的有益效果为：
[0013]1)本专利技术具有电路简单，实用性强的优点，且同步整流管采用INN150LA070A使得效率更高，同步整流控制器采用SC3520使得其能快速关断同步整流控制器，损耗小，同时在同功率下次级氮化镓效率更好，体积可做到更小。
[0014]2)本专利技术通过利用通态电阻极低的专用功率MOSFET来取代整流二极管，从而可以有效地降低整流损耗，大大提高DC/DC变换器的效率，且不存在由肖特基势垒电压而造成的死区电压。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]图1是根据本专利技术实施例的一种次级同步氮化镓应用电路的电路图。
具体实施方式
[0017]为进一步说明各实施例，本专利技术提供有附图，这些附图为本专利技术揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理，配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本专利技术的优点，图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
[0018]根据本专利技术的实施例，提供了一种次级同步氮化镓应用电路。
[0019]本专利技术作为第三代半导体之一的GaN，在最近几年的发展中势不可挡，从PD行业开始迅速发展，逐渐拓展到通讯、工业、数据中心电源、户外储能、光伏等应用领域，依靠其自身的材料属性优势能够有效提升电源产品的功率密度和转换效率，这对于注重能效，节能减排的今天，有着至关重要的意义，已经逐渐成为“绿色能源革命”的关键支撑。
[0020]随着氮化镓技术的加入，相比传统的Si MOS器件，获得更高的开关频率和转换效率，缩小磁性元件的体积，从而进一步提升适配器的功率密度。由于氮化镓器件采用二维电子气(2DEG)来实现导通的，因此具有更高的电子密度和电子迁移率，导通损耗和开关损耗有很大提升，特别是在高频工作模式下更为明显。
[0021]现结合附图和具体实施方式对本专利技术进一步说明，如图1所示，根据本专利技术实施例的次级同步氮化镓应用电路，包括芯片U1、金氧半场效晶体管MOSFET、变压器T1、二极管D1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C1、电容C2、电容C3、电容EC1及电容EC2，且所述电容EC1和所述电容EC2均为极性电容；
[0022]其中，所述芯片U1的第一引脚分别与所述电阻R2的一端及所述芯片U1的第六引脚连接，所述芯片U1的第二引脚分别与所述电阻R3的一端、所述电容C3的一端、所述变压器T1
MOSFET(即开关MOS管)导通，当VDS超过导通阈值时，SR MOSFET关断。连续监测SR导通压降，以最小化导通损耗，极快的关断比较器和驱动电路确保了SR MOSFET的安全性。
[0035]综上所述，借助于本专利技术的上述技术方案，本专利技术具有电路简单，实用性强的优点，且同步整流管采用INN150LA070A使得效率更高，同步整流控制器采用SC3520使得其能快速关断同步整流控制器，损耗小，同时在同功率下次级氮化镓效率更好，体积可做到更小。
[0036]此外，本专利技术通过利用通态电阻极低的专用功率MOSFET来取代整流二极管，从而可以有效地降低整流损耗，大大提高DC/DC变换器的效率，且不存在由肖特基势垒电压而造成的死区电压。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种次级同步氮化镓应用电路，其特征在于，包括芯片U1、金氧半场效晶体管MOSFET、变压器T1、二极管D1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C1、电容C2、电容C3、电容EC1及电容EC2；其中，所述芯片U1的第一引脚分别与所述电阻R2的一端及所述芯片U1的第六引脚连接，所述芯片U1的第二引脚分别与所述电阻R3的一端、所述电容C3的一端、所述变压器T1的LF
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端、所述金氧半场效晶体管MOSFET的源极、所述电阻R1的一端及所述二极管D1的正极连接，所述变压器T1的LF+端接地；所述芯片U1的第三引脚与所述电阻R3的另一端连接，所述芯片U1的第四引脚与所述电容C3的另一端连接，所述芯片U1的第五引脚与所述金氧半场效晶体管MOSFET的栅极连接；所述金氧半场效晶体管MOSFET的漏极分别与所述电阻R2的另一端、所述电容EC1的一端、所述电容EC2的一端、所述电容C2的一端、所述电容C1的一端、所述二极管D1的负极及电压输入端Vin连接，所述电容C1的另一端与所述电阻R1的另一端连接，所述电容EC1的另一端、所述电容EC2的另一端及所述电容C2的另一端均接地。2.根据权利要求1所述的一种次级同步氮化镓应用电路，其特征在于，所述芯片U1的型号为SC3520。3.根据权利要求2所述的一种次级...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢峰，吴忠关，詹海峰，赵智星，方桂敏，
申请(专利权)人：湖南炬神电子有限公司，
类型：发明
国别省市：