ZHCUBJ7 November 2023
尽管 LMG3422R030 GaN-FET 的额定电压为 600V,但本设计的额定电压为 400VDC(最大值)。当彼此之间的电压高于 60VDC 或 25VAC 时,每个铜层上迹线或多边形之间的 PCB 间隙至少为 0.8mm(内层)和 1.6mm(顶层和底层)。
该设计使用多通道原理图,其中三个半桥均具有相同的元件。为了区分各个相位,元件标识符中添加了 _U、_V 或 _W。以下说明中未显示相位标识符,例如仅使用 R20,而不是 R20_U、R20_V 和 R20_W。
图 3-2 显示了带有两个额定电压为 600V 的 LMG3422R030 器件的半桥 V 相原理图。每个半桥在 HVBUS 和 GND 之间都有四个并联去耦电容器,分别是 2 个 10nF 和 2 个 100nF,额定电压为 1kV。
12VDC 非隔离轨为三个底部 LMG3422R030 器件供电。采用高压二极管 D1、3.3Ω 限流电阻器 R6 和 10uF 大容量电容器 C1 的自举配置为三个顶部 LMG34022R030 器件的每一个提供 12V 浮动电源。将 16V 齐纳二极管与 C1 大容量电容器并联可确保 LMG3422R030 的电源电压保持低于 18V 的 VDD 建议最大电压。这是必需的,因为在第三象限运行期间,开关节点电压低于 GND,并且自举电容器可充电至 12V 电源轨和第三象限源漏电压VSD(在 20A 拉电流时通常为 5V)之和。由于 10uF 的大型 C1 大容量电容器和 3.3Ω 的限流电阻器 R6,底部 GaN-FET 需要在上电后足够长的时间内保持导通,以确保在顶部 GaN-FET 导通之前将 C1 大容量电容器充电至电压接近 12V。
对于 LMG3422R030 集成式降压/升压转换器,分别在 LMG3422R030 BBSW 引脚与开关节点悬空接地端(顶部 GaN-FET)和 GND(底部 GaN-FET)之间放置了一个 4.7μH 电感器。2.2µF 电容器旁路内部降压/升压转换器负输出 (VNEG),该输出用于关断耗尽模式 GaN-FET。