采用氮化镓晶体管取得更高功率密度和效率的48V通信直直变换器

实验结果

本文设计并测试了图2中的参考电路，在不同的工作点下测量了效率。图4描述了采用这一设计的测试结果，同时对比了另一相似参考设计电路中使用100V硅材料MOSFET在300kHz工作条件下的效率。

图4清晰表明，在300kHz时，氮化镓的效率比评价很高的100V硅材料MOSFET还要高出很多。这是因为氮化镓晶体管更好的品质因数，没有反向恢复电荷Qrr损耗，以及非常低的门极驱动损耗。在48V系统中使用100V器件，采用氮化镓晶体管会取得最高的效率。

在300 kHz下开始测试效率，采用10uH Coilcraft电感，型号为SER2918H-103。然后频率被调节为1MHz，2uH Coilcraft电感，大约体积比之前缩小5倍。这些表明设计更高功率密度的直直变换器同时仍然可以达到很高的效率。最后，测试了2MHz，依然取得很高效率，稳定的设计。

结论

48V数据中心和通信系统将要求直直变换器设计者们学习如何使用100V晶体管使效率最大化。当在100V甚至40V下对比氮化镓增强型晶体管和硅材料MOSFET时，氮化镓增强型晶体管具有更好的品质因数，门极驱动特性，使得设计者们取得高频率，高功率密度设计，以及非常高的效率等级。