氮化鎵場效應晶體管與硅功率器件比拼之包絡跟蹤

電感損耗

兩個轉換器的效率結果如圖5所示，這包括兩個案例中約為100 mW的驅動器損耗。EPC9002 開發板的初始熱性能結果顯示PCB過熱，這是由于所選輸出電感器的損耗進入了PCB導致的。因此，可通過提高電感器與電路板的距離來降低電路板的溫度。滿載時的峰值電感溫度可達90℃。可以通過計算滿載功率損失、PCB溫度和估計元件損耗來估計結溫和熱功率流。熱性能圖像和等效熱網絡圖見圖7、圖8。

圖3：修改后的EPC9006和EPC9002開發板實驗裝置圖。

圖4：實驗板展示，標準及修改后的EPC9002/6開發板。

圖5：EPC9006及EPC9002演示板工作在輸入電壓為45V，輸出電壓為22V時的結果。

圖6：滿載輸出時的PCB的溫度熱性能圖像。

圖7：在132 W測試條件下，使用EPC9006開發板所估計熱性能的圖形。

圖8：在330 W測試條件下，使用EPC9002開發板所估計熱性能的圖行。

總結

以上的結果并沒有經過優化，因此未來還可以再進一步改善。我們建議在效率方面有3個可改善的地方：

1）改善可選電感。

2）改善熱設計------使用更薄的熱界面材料層、更厚的PCB銅和安裝在低熱阻散熱器上的多相位方法。

3）通過減小低側器件體積來降低峰值器件溫度，從而減少高側QOSS損耗。

但是，結果展示為高功率包絡跟蹤應用構建一個使用氮化鎵場效應晶體管降壓轉換器(如基站)是可行的。實際的功率電平和相位數要求取決于具體應用的功率電平和帶寬要求。1MHz時可以實現97%以上的效率，4MHz時可以實現94%以上的效率。