德州仪器的GaN电源跑在了市场前头
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随着科技迅速发展,依托于汽车、电脑、手机及工业等应用领域的电源产品也被应用于更多方面。而在当下电源市场,更小尺寸、更高功率的电源产品着实已成为商家竞相追逐的风向标。全球性半导体设计制造公司德州仪器(TI)作为不断深耕集成电路(IC)及嵌入式处理器的研发者,最新携高达10kW应用的新型即用型600V氮化镓(GaN)功率级产品组合亮相北京TI新闻发布会,为电源市场带来了不少亮点。

GaN FET器件系列产品通过集成独特的功能和保护特性,来实现简化设计,达到更高的系统可靠性和优化高压电源的性能,为传统级联和独立的GaN FET提供了智能替代解决方案。

德州仪器的GaN电源跑在了市场前头

在应用GaN的的具体功率器件中,TI主推了LMG3410R050、LMG3410R070和LMG3411R070三款产品。它们的竞争优势在于:1、更小、更有效的解决方案。与硅金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)相比,德州仪器的集成GaN功率级可将功率密度提高一倍,并将损耗降低80%。每个器件都具有快速的1MHz开关频率和高达100V/ns的压摆率。2、系统的可靠性。此系列产品组合接受了超过2000小时的包括加速和应用内硬开关的设备可靠性测试。并且,每个器件均提供集成的散热和高速、100ns过流保护,以防止直通和短路情况。3、每个功率级的设备配套服务。50mΩ或70mΩ条件下,本产品组合中的每个器件均提供一个GaN FET、驱动器并提供保护功能,可为低于100W至10kW的应用提供单芯片解决方案。

德州仪器的GaN电源跑在了市场前头

GaN技术都到关注,很大原因在于它赋予产品的承压上限。与一般36V、5.5V电源产品不同,LMG341x真正属于高压范畴,系列产品电压可达600V。与此同时,GaN产品可以在很高频率的开关电源里工作,600V输入一般只有100kHz频率,而TI的GaN产品频率可以跑到1MHz,是传统频率的10倍。与此相对应的是,是传统频率的10倍。另外,频率的提高又可以显著地减小变压器、电感和电容的体积,因此整体体积减小6倍的GaN产品才得以面世。除了体积之外,GaN产品效率也值得一提。

德州仪器的GaN电源跑在了市场前头

虽然是一项新技术,但GaN的应用领域已很广泛。GaN从小功率到大功率,已完成对PE、手机充电器、笔记本充电器,工业自动化和机器人等各个领域的覆盖。此外,类似于充电桩的电力基础设施和新能源等大功率应用,从体积的角度考虑,GaN不失为一种合适的选择。

德州仪器的GaN电源跑在了市场前头

值得一提的是,相对于硅,氮化镓功率器件的成本较高。那么Ti如何把控这种成本上升带来的问题呢?TI高压电源应用产品业务部氮化镓功率器件产品线经理Steve Tom对此表示,“新技术刚开始投入使用会产生较高价位,但随着市场成熟与产品,价格趋势会往下走。同时,相对于硅GaN频率更高,外围电感和电容尺寸较小,因此外围器件价格更低,具有更高的性价比。最后TI发展新的工艺和新的封装总体趋势,随着越多越多的客户使用新的工艺和新的封装的话,成本也会越来越低。”

发布会最后,为了给电源市场普及更多理论干货,TI还向记者们分享了《电源设计基础》,这本出自于PWM控制器之父Robert Mammano之手的实用专业书籍,从电路元器件、电源基本电路拓扑、各种控制策略、磁元件设计、辅助电源电路等各种角度,系统介绍了有关电源内容。

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