TI推出其首款帶集成驅(qū)動器、內(nèi)部保護和有源電源管理的車用GaN FET
2020/11/10 16:13:06 來源:中國企業(yè)新聞網(wǎng)
導言:11月10日,德州儀器(TI)推出了面向汽車和工業(yè)應用的下一代650V和600V氮化鎵(GaN)場效應晶體管(FET),進一步豐富拓展了其高壓電源管理產(chǎn)品線。與現(xiàn)有解決方案相比,新的GaN FET系列采用快速切換的2.2 MHz集成柵極驅(qū)動器,可幫助工程師提供兩倍的功率密度和高達99%的效率,并將電源磁性器件的尺寸減少59%。TI利用其獨有的GaN材料和在硅(Si)基氮化鎵襯底上的加工能力開發(fā)了新型FET,與碳化硅(SiC)等同類襯底材料相比,更具成本和供應鏈優(yōu)勢。
11月10日,德州儀器(TI)推出了面向汽車和工業(yè)應用的下一代650V和600V氮化鎵(GaN)場效應晶體管(FET),進一步豐富拓展了其高壓電源管理產(chǎn)品線。與現(xiàn)有解決方案相比,新的GaN FET系列采用快速切換的2.2 MHz集成柵極驅(qū)動器,可幫助工程師提供兩倍的功率密度和高達99%的效率,并將電源磁性器件的尺寸減少59%。TI利用其獨有的GaN材料和在硅(Si)基氮化鎵襯底上的加工能力開發(fā)了新型FET,與碳化硅(SiC)等同類襯底材料相比,更具成本和供應鏈優(yōu)勢。
電氣化正在改變汽車行業(yè),消費者越來越需要充電更快、續(xù)航里程更遠的車輛。因此,工程師亟需在不影響汽車性能的同時,設計出更緊湊、輕便的汽車系統(tǒng)。與現(xiàn)有的Si或SiC解決方案相比,使用TI的新型車用GaN FET可將電動汽車(EV)車載充電器和DC/DC轉(zhuǎn)換器的尺寸減少多達50%,從而使工程師能夠延長電池續(xù)航,提高系統(tǒng)可靠性并降低設計成本。在工業(yè)設計中,這些新器件可在更低功耗和更小電路板空間占用的情況下,在AC/DC電力輸送應用(例如超大規(guī)模的企業(yè)計算平臺以及5G電信整流器)中實現(xiàn)更高的效率和功率密度。
Strategy Analytics的動力總成、車身、底盤和安全服務總監(jiān)Asif Anwar表示:“GaN等寬帶隙半導體技術無疑為電力電子設備(尤其是高壓系統(tǒng))帶來了更穩(wěn)定的性能。德州儀器歷經(jīng)十多年的投資和開發(fā),提供了獨有的整體解決方案 -- 將內(nèi)部硅基氮化鎵(GaN-on-Si)器件的生產(chǎn)、封裝與優(yōu)化的硅基驅(qū)動器技術相結合,從而能在新應用中成功采用GaN!
德州儀器高壓電源解決方案副總裁Steve Lambouses表示:“工業(yè)和汽車應用日益需要在更小的空間內(nèi)提供更多的電力,設計人員必須提供能在終端設備長久的生命周期內(nèi)可靠運行的電源管理系統(tǒng)。憑借超過4,000萬個小時的器件可靠性測試和超過5 GWh的功率轉(zhuǎn)換應用測試,TI的GaN技術為工程師提供了能滿足任何市場需求的可靠的全生命周期保障!
以更少的器件實現(xiàn)翻倍的功率密度
在高電壓、高密度應用中,電路板空間最小化是設計中的重要目標。隨著電子系統(tǒng)變得越來越小,其內(nèi)部組件也必須不斷縮小并更加緊湊。TI的新型GaN FET集成了快速開關驅(qū)動器以及內(nèi)部保護和溫度感應功能,使工程師能夠在電源管理設計中減小電路板尺寸、降低功耗的同時實現(xiàn)高性能。這種集成再加上TI GaN技術的高功率密度,使工程師能夠在通常的離散解決方案中減少10多個組件。此外,在半橋配置中應用時,每個新型30mΩ FET均可支持高達4 kW的功率轉(zhuǎn)換。
創(chuàng)造TI更高功率因數(shù)校正(PFC)效率
GaN具有快速開關的優(yōu)勢,可實現(xiàn)更小、更輕、更高效的電源系統(tǒng)。在過去,要獲得快速的開關性能,就會有更高的功率損耗。為了避免這種不利后果,新型GaN FET采用了TI的智能死區(qū)自適應功能,以減少功率損耗。例如,在PFC中,智能死區(qū)自適應功能與分立式GaN和SiC金屬氧化物硅FET(MOSFET)相比,可將第三象限損耗降低多達66%。智能死區(qū)自適應功能也消除了控制自適應死區(qū)時間的必要,從而降低了固件復雜性和開發(fā)時長。更多信息請閱讀應用說明“通過智能死區(qū)自適應功能實現(xiàn)GaN性能最大化”。
更大限度提高熱性能
采用TI GaN FET的封裝產(chǎn)品,其熱阻抗比性能最接近的同類產(chǎn)品還要低23%,因此可使工程師使用更小的散熱器,同時簡化散熱設計。無論應用場景如何,這些新器件均可提供更大的散熱設計靈活性,并可選擇底部或頂部冷卻封裝。此外,F(xiàn)ET集成的數(shù)字溫度報告功能還可實現(xiàn)有源電源管理,從而使工程師能在多變的負載和工作條件下優(yōu)化系統(tǒng)的熱性能。
封裝、供貨情況
目前TI.com.cn上已提供四種新型工業(yè)級600V GaN FET的預生產(chǎn)版本,采用12mm x 12mm方形扁平無引腳(QFN)封裝。TI預計工業(yè)級器件LMG3425R030將于2021年第一季度實現(xiàn)批量生產(chǎn)。評估模塊可于TI.com.cn購買。TI.com.cn上提供多種付款方式、信貸額度以及快速、可靠的運輸選項。
新型LMG3522R030-Q1和LMG3525R030-Q1 650V車用GaN FET的預生產(chǎn)版本和評估模塊預計將于2021年第一季度在TI.com.cn上發(fā)售。
關于德州儀器(TI)
德州儀器(TI)(納斯達克股票代碼:TXN)是一家全球化的半導體公司,致力于設計、制造、測試和銷售模擬和嵌入式處理芯片,用于工業(yè)、汽車、個人電子產(chǎn)品、通信設備和企業(yè)系統(tǒng)等市場。我們致力于通過半導體技術讓電子產(chǎn)品更經(jīng)濟實用,創(chuàng)造一個更美好的世界。如今,每一代創(chuàng)新都建立在上一代創(chuàng)新的基礎之上,使我們的技術變得更小巧、更快速、更可靠、更實惠,從而實現(xiàn)半導體在電子產(chǎn)品領域的廣泛應用,這就是工程的進步。這正是我們數(shù)十年來乃至現(xiàn)在一直在做的事。
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