Силовой каскад с напряжением 600 В на основе полевого GaN-транзистора от TI - революция в области высокоэффективного преобразования энергии

Первое публично анонсированное решение высоковольтного полевого GaN-транзистора, объединённого с драйвером, производства Texas Instruments вдвое увеличивает плотность мощности и наполовину уменьшает её потери.

Корпорация Texas Instruments объявила о создании образцов силовых каскадов с полевыми транзисторами на основе нитрида галлия (GaN) с напряжением 600 В и сопротивлением 70 мОм, став первым и единственным изготовителем полупроводниковых приборов, официально предлагающим высоковольтное решение, объединяющее GaN-транзистор и драйвер затворов. Новый 12-А силовой каскад LMG3410 в сочетании с аналоговыми и цифровыми контроллерами преобразователей энергии от TI позволяет разработчикам создавать более компактные, более эффективные и обладающие лучшими эксплуатационными характеристиками решения, чем проекты на основе кремниевых полевых транзисторов. Эти преимущества особенно важны в изолированных высоковольтных приложениях для возобновляемых источников энергии, промышленных компьютеров, систем связи и индустриального оборудования. «Пройдя испытания надёжности в течение более 3 млн часов, LMG3410 вселяет в разработчиков силовых систем уверенность в возможности реализации потенциала нитрида галлия и заставляет их пересматривать архитектуру систем питания, рассматривая такие решения, которые были нереализуемы ранее, — говорит Стив Ламбузес, вице-президент корпорации Texas Instruments по силовым решениям для высокого напряжения. — Укрепляя репутацию Texas Instruments как корпорации, обладающей возможностями изготовления и обширными знаниями и опытом в области проектирования систем, новый силовой каскад является значительным шагом в направлении укрепления позиций компании на рынке GaN-устройств». Имея встроенный драйвер и обладая такими характеристиками, как нулевой ток восстановления при выключении, LMG3410 обеспечивает надёжную работу, особенно в системах с быстрым переключением, где её применение может существенно (на 80%) снизить коммутационные потери. В отличие от дискретных полевых GaN-транзисторов, простая в эксплуатации микросхема LMG3410 имеет встроенные интеллектуальные функции, обеспечивающие защиту изделия с помощью блокировки питания при пониженном напряжении (UVLO), защиту от перегрева и перегрузки по току.

Проверенная технология изготовления и компоновки корпуса

LMG3410 — первая полупроводниковая интегральная микросхема (ИС), включающая в себя полевые GaN-транзисторы. Имея в качестве фундамента многолетний опыт в области производства и технологий, TI способна создавать свои GaN-приборы на производственных площадках, предназначенных для выпуска кремниевых приборов, и аттестовать их по методикам, превосходящим требования обычных стандартов JEDEC (Объединённого инженерного совета по электронным устройствам), чтобы обеспечить надёжность и долговечность GaN-приборов в тех условиях эксплуатации, которые предъявляют к изделию самые высокие требования. Удобный корпус поможет интегрировать изделия на основе GaN в прикладные системы, такие как преобразователи переменного/постоянного тока с контроллером коэффициента мощности (PFC), формирователи шин постоянного тока высокого напряжения и фотоэлектрические (ФЭ) инверторы.

Основные особенности и преимущества LMG3410:

  • Удвоение плотности мощности. Силовой каскад с напряжением 600 В обеспечивает 50%-ное снижение потерь мощности в контроллере коэффициента мощности с выходным двухтактным каскадом по сравнению даже с новейшими повышающими преобразователями с контроллерами коэффициента мощности на основе кремниевых приборов. Сокращение числа комплектующих изделий и более высокий КПД позволяют уменьшить размер источника питания на 50%.
  • Уменьшение паразитной индуктивности корпуса. Квадратный плоский безвыводной корпус нового устройства размером 8×8 мм снижает потери мощности, нагрузку на компоненты, создаваемую высоким напряжением, и электромагнитные помехи (ЭМП) по сравнению с дискретными GaN-решениями.
  • Возможность использования новых топологий. Нулевой заряд обратного восстановления GaN-транзисторов позволяет использовать новые топологии коммутации, включая топологии контроллера коэффициента мощности с выходным двухтактным каскадом и LLC-топологии для увеличения плотности мощности и КПД.

Для поддержки разработчиков, использующих преимущества GaN-топологии в своих разработках, TI также предлагает новые изделия, расширяющие спектр применений GaN-приборов. LMG5200POLEVM-10 — оценочный модуль для локализованных к нагрузке источников питания (POL) с напряжением от 48 до 1 В будет включать в себя новый контроллер полевых GaN-транзисторов TPS53632G, соединённый с силовым каскадом на основе полевых GaN-транзисторов с напряжением 80 В LMG5200. Это решение позволяет достичь КПД 92% в промышленных системах, системах связи и передачи данных.

Наличие и цены

Texas Instruments предлагает комплект разработчика, который включает в себя плату полумоста и четыре образца микросхемы LMG3410. Во второй комплект входит материнская плата для оценки на уровне системы. При совместном использовании эти два комплекта позволяют сразу же перейти к стендовым испытаниям и проектированию. Два комплекта разработчика можно приобрести непосредственно в корпорации Texas Instruments по цене $299 и $199. Цена действительна при покупке на сайте TI.

www.ti.com/lmg3410-pr-eu