121、LLC谐振变换器的GaN FET应用
121、LLC谐振变换器的GaN FET应用
从一次炸管说起
去年夏天，客户那边反馈说我们一款300W的LLC电源在高温老化时连续炸了三个GaN FET。拆开看，管芯都崩了，驱动引脚附近有明显的烧蚀痕迹。按理说GaN FET的开关速度比Si MOSFET快一个数量级，LLC拓扑又是软开关，怎么还能炸？
用示波器抓驱动波形，发现死区时间设置得不够。传统Si MOSFET的LLC，死区设个150ns绰绰有余，但GaN FET的Coss只有几十皮法，谐振电流换向太快，死区稍微短一点，上下管就直通了。更隐蔽的问题是，GaN FET的阈值电压只有1.2V左右，驱动回路寄生电感稍微大点，米勒平台引起的误导通就能让管子瞬间烧掉。
这个案例让我意识到，GaN FET用在LLC里，不是简单把Si管子替换掉就完事。你得重新理解整个驱动、布局、死区、甚至控制策略。
GaN FET在LLC中的“脾气”
GaN FET和Si MOSFET最大的区别，不是耐压或导通电阻，而是寄生参数。Si MOSFET的Coss随电压变化剧烈，低压时很大，高压时很小。GaN FET的Coss几乎不随电压变化，始终维持在很低的水平——比如650V的GaN管子，Coss可能只有30pF，而同等耐压的Si MOSFET有200pF以上。
这对LLC意味着什么？LLC的谐振腔设计依赖于励磁电感Lm和开关管结电容Coss的谐振。Coss变小，谐振频率就变高，死区时间必须相应缩短。我见过有人直接把Si MOSFET的LLC参数套给G