GaN半桥电源集成电路最大限度地提高性能,降低成本
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氮化镓是一种具有较大带隙的下一代半导体技术,已成为精密电力电子学发展的关键。它比硅快20×,可以提供高达3×的功率或充电,其尺寸和重量是硅器件的一半。
Wise集成公司的WiseGan系列电源设备包括通过JEDEC认证的WI62120,一个650v增强模式氮化镓对si的集成电路。它利用氮化镓的固有特性来提高电流容量、电压击穿和开关频率,用于从30 W到3 kW的高效和高密度功率转换应用。上个月,Wise集成公司宣布发布其第一款商业产品:120-mΩWI62120半桥式功率电路,它为电力电子设计师提供了新的功率密度、性能和成本效益水平。
消费者(如用于移动和桌面设备的超高速充电器)、电子移动性、工业交流/直流电源,以及采用无桥图腾柱功率因数校正(PFC)和主动钳回弹(ACF)的设计都是目标市场。
明智整合公司的首席执行官蒂埃里·布切特说:“这是一个加速采用氮化镓的绝佳机会:该技术在该行业中占主导地位,随着它的改进,我们可以预期价格会很低。”“正如我们所看到的那样,消费者领域的许多客户正在开始向氮化镓过渡。所以这是一个加速渗透的好机会,比如说这个产品没有太多的附加值,而且它是一个低成本的设备,所以它对利润不是特别有吸引力,但它的销量很好。市场想要小巧、高效的电子产品。”
“在低压应用中,我们也看到了来自碳化硅的竞争,”他继续说,“观察到碳化硅市场同样瞄准了更低电压的目标也很有趣。”所以有一个定价的战场,因为我们可以看到一些便宜的成本和某些碳化硅供应商。以任何方式使用适当的氮化镓控制,我相信价格将比碳化硅更有竞争力。因此,在我看来,碳化硅可能会渗透,但只是用于特殊目的,而不是用于一般市场。垂直氮化镓在商业化之前还需要研究和开发。”在1200V时,在这种情况下很难与碳化硅竞争。今天的氮化镓方法包括最大化对标准包装的使用。
布彻说:“今天,在移动性方面,我们主要关注电动自行车、电动摩托车和电动摩托车,我们希望成为在这个市场上使用氮化镓的主要参与者。”“我们认为,这也是我们在当今氮化镓竞争对手不多的地方推广我们的技术的一种方式。”
氮化镓功率
Wise集成利用了台湾半导体制造公司(TSMC)新获得的650-V GaN/Si技术,能够管理从设备规范到系统组装的整个工业化流程。
WiseGan将电源开关集成在同一芯片上的智能功能上。功率晶体管为650ve模式,而智能功能包括栅极控制和保护电路。
120-mΩWI62120是业界最紧凑的半桥,具有6×8 PQFN封装,在高功率密度、性能和BOM成本降低方面最大化客户优势。据Bouchet说,他们相信客户会发现它在所有的ACF拓扑和PFC-LCC设计中都非常有益,这使他们能够利用更小、更高效、更经济的电力电子产品的优势。
挑战在于驱动身上。许多设备需要带有驱动程序的氮化镓设备来解决故障。有趣的一点是最优控制和包装。
WiseGan具有优化的架构,允许标准的基于gan的充电器的体积减少30%。氮化镓技术实现了极端的性能,而Wise集成专有架构通过减少交流/直流电源转换器的组件数量,并在不影响性能的情况下实现高效的解决方案,进一步提高了成本性能。
据发言者说,采用智慧甘技术的主要好处是:
更智能地使用资源,由于高频超快切换和减少活动面积,提高了性能
更小的组件,以获得更高的输出功率和更小的功率损耗
更高的功率密度,集成的氮化镓设备能够在1mhz以上的频率下运行
更高的能源效率(96%,而传统转换器为94%)
Wise集成公司宣布,它已与Edom技术公司建立了渠道合作伙伴关系,以在亚洲各地部署其WiseGan的基于gan的组件组合。WiseGan是一种常见的基本产品,可用于标准的拓扑结构,如ACF或PFC-LLC的电路板。Edom关系的最初阶段将是促进在标准拓扑中使用WiseGan电源设备,提供最满足客户需求的设计。第二阶段尚未完全实现。