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EPC9171 평가 보드는 90V ~ 265V의 범용 AC 입력을 15V ~ 48V에 이르는 넓은 범위의 조정 가능한 출력 전압으로 변환할 수 있다. 이 레퍼런스 디자인은 48V 출력 전압과 5A 부하 전류에서 최대 240W의 출력 파워를 공급할 수 있다. 

EPC는 USB PD3.1 초고속 충전기를 위해 설계된 90V ~ 265V의 범용 AC 입력을 15V ~ 48V DC 출력 전력으로 변환할 수 있는 EPC9171을 출시했다고 밝혔다. 이 레퍼런스 디자인은 48V 출력 전압과 5A 부하 전류에서 최대 240W의 출력 파워를 제공할 수 있다. 1차측 및 2차측 회로에서 모두 높은 스위칭 주파수로 동작하는 GaN(Gallium Nitride) 전력 스위치를 사용하여 약 1.1 W/cm³에 이르는 전력 밀도를 달성했다.

이 레퍼런스 디자인은 83.7mm x 83.7mm 크기로 240W를 지원하며, 최근 출시된 140W USB PD3.1 슬림형 충전기에 비해 79% 더 높은 전력밀도로 100W 더 많은 240W의 출력 파워를 제공한다!

EPC9171 설계에 사용되는 전원공급장치 토폴로지는 2상 인터리빙 부스트 컨버터 PFC(Power Factor Correction) 스테이지와 절연 LCC 공진형 전력 스테이지로 구성되어 있다. 이미 알려진 바와 같이 출력 전압 범위가 제한적인 LLC 공진형 전력 스테이지와 달리, LCC 공진형 컨버터는 넓은 출력 전압 범위의 다중 포인트 애플리케이션에 매우 적합하다. 

EPC9171은 PFC, LCC 및 2차측 동기식 정류를 위해 GaN 디바이스를 사용하는 완벽한 GaN 솔루션이다. GaN 솔루션은 표준 실리콘 MOSFET 솔루션의 2배 ~ 3배에 이르는 높은 주파수에서 스위칭이 가능하기 때문에 매우 높은 전력밀도를 구현할 수 있다. 

PFC의 경우, GaN 전력 스위치는 200kHz 이상의 스위칭 주파수로 동작하기 때문에 물리적으로 작은 크기의 PFC 인덕터를 사용할 수 있다. 또한 LCC 공진형 컨버터는 350kHz ~ 580kHz의 주파수 범위에서 동작하기 때문에 공진 회로의 다른 수동 부품은 물론, 전력 트랜스포머의 크기를 줄일 수 있다. 

동기식 정류기 스테이지는 2차측 LCC 스테이지에 한 쌍의 정격 100V, 3.2mΩ의 EPC2218 GaN FET를 사용한다. 이 GaN FET는 고속 동기식 정류기 컨트롤러로 구동되며, 전체 출력 전압 및 전류 범위에서 손실을 최소화하고, 간단하면서도 효과적인 열 설계가 가능하다.

이 솔루션은 240W의 파워를 제공하며, 랩톱 및 노트북, 스마트폰을 위한 고속 USB 충전은 물론, 게임용 PC와 전기자전거, 전기스쿠터와 같이 240W를 필요로 하는 다른 애플리케이션까지 USB 충전을 확장할 수 있다. 48V 배터리 비용이 지속적으로 감소함에 따라 AC/DC/SMPS 충전기 애플리케이션을 위한 또 다른 애플리케이션도 계속 등장하고 있다. 

EPC의 알렉스 리도우(Alex Lidow) CEO는 “eGaN FET 및 IC는 USB PD3.1 고속 충전기의 충전 시간을 단축하고, 크기와 무게를 더욱 줄일 수 있도록 빠른 스위칭과 소형 및 고효율을 제공한다.”며, “EPC9171은 대용량 충전기 애플리케이션을 위해 GaN 기술이 어떻게 소형화와 매우 높은 효율 및 탁월한 열 성능을 가능하게 하는지 보여주는 이상적인 예이다.”고 밝혔다.