Блог компании Перерабатывать TI GaN энергоэтап: GaN Half-bridge, GaN FET

Перерабатывать TI GaN энергоэтап: GaN Half-bridge, GaN FET

Shenzhen Mingjiada Electronics Co., Ltd.является всемирно известной компанией по переработке электронных компонентов. Предоставляя профессиональные услуги по переработке, мы помогаем клиентам реализовать ценность их неиспользуемых электронных компонентов;благодаря нашему сильному финансовому положению и комплексной системе обслуживания, мы завоевали долгосрочное доверие и сотрудничество многочисленных производителей клиентов и торговцев.

Процесс переработки:

1. Классификация инвентаризации и представление инвентарного списка

Клиенты должны сначала классифицировать свои свободные запасы, указывая модель, марку, дату изготовления, количество, тип упаковки и состояние.Подробный список инвентаря может быть представлен нашей оценочной команде по электронной почте или факсу.

2Профессиональная оценка и котировка

По получении списка запасов наша компания завершит предварительную оценку и предоставит котировку в течение 24 часов.

3Подписание контрактов и логистические договоренности

После того, как цена будет согласована, будет подписан официальный контракт на переработку для уточнения деталей сделки.

4Проверка товаров и оперативная оплата

По прибытии на наш склад товары проходят окончательную проверку качества. После прохождения проверки мы гарантируем оплату в течение трех рабочих дней, чтобы обеспечить быстрый возврат средств.Гибкие способы оплаты включают банковский перевод, наличные или другие договоренности, адаптированные к потребностям клиента.

I. Основные технические характеристики транзисторов с полевым эффектом TI GaN

Транзисторы с эффектом поля TI GaN (GaN HEMT) - это боковые устройства питания галлиевым нитридом с режимом усиления.Они используют свойства полупроводников третьего поколения для революции производительности устройств питания на фундаментальном физическом уровне.Они служат основными строительными блоками для полумостовых силовых ступеней GaN TI.

1Основные физические и электрические преимущества

Поскольку GaN-устройствам не хватает структуры PN-соединения, они не демонстрируют обратный заряд восстановления (Qrr), присущий кремниевым MOSFET.Это полностью устраняет потери обратного восстановления в сценариях высокочастотного жесткого переключенияПо сравнению с кремниевыми устройствами, эффективность повышается на 3% до 8%,с еще более значительными прибылями в условиях высокочастотного действияВо-вторых, они характеризуются сверхнизкими параметрическими параметрами; емкость шлюза и выходная емкость устройства чрезвычайно малы,в результате которых потери переключения намного ниже, чем у кремниевых MOSFET той же спецификацииЭто поддерживает высокоскоростное включение и выключение при значительном снижении напряжения пика переключения и электромагнитных помех.с более низким сопротивлением при включении для того же размера упаковки, что существенно снижает потери в режиме включения и обеспечивает эффективность как при легкой, так и при полной нагрузке.TI ′s GaN FET охватывают основные номинальные напряжения от 80 до 650 В, что делает их подходящими для широкого спектра применений, включая низковольтные двигатели и преобразование мощности среднего и высокого напряжения;Их скорость переключения в 5-10 раз быстрее, чем у кремниевых устройств..

2Структура устройства и принцип работы

Транзисторы с эффектом поля GaN повышения режима TI ′ используют логику управления, обычно выключенную, обычно включенную,регулирующий проводимость двумерного электронного газа (2DEG) через волновое соединение для достижения управления переключением энергосистемыПо сравнению с дискретными кремниевыми MOSFET, GaN FET TI ′s имеют оптимизированные процессы вафры и макеты упаковки, которые значительно снижают внутреннюю паразитарную индуктивность и емкость,тем самым подавляя высокочастотные колебания переключения на источникеКроме того, устройства поддерживают двунаправленную проводимость, что позволяет им заменить традиционные диоды для обратного потока.тем самым упрощая топологии силовых цепей и уменьшая количество внешних компонентов.

II. Архитектура и операционный механизм электроэнергетического этапа полумоста GaN

Топология полумоста является одной из наиболее широко используемых фундаментальных архитектур в области преобразования мощности.Традиционные дискретные полумостовые схемы страдают от таких проблем, как сложность совмещения устройств, высокие паразитические параметры в проводке, высокий риск пересечения и сложной отладки.специализированный водитель ворот, схемы управления бездействием, схемы защиты от перенапряжения/перенапряжения/перенапряжения и схема загрузки в одном пакете.высоконадежное и серийное решение для энергоэтапного производства, которое полностью решает многочисленные проблемы, связанные с дискретными конструкциями полумостов.

1. Архитектурная композиция

Полномостная силовая ступень GaN TI ′ включает в себя четыре основных модуля, обладающие очень оптимизированной структурой и всеобъемлющей функциональностью.два транзистора GaN с эффектом поля с высоким уровнем соответствия параметров, соединенные в серии, чтобы сформировать полумостовую основную энергосистему., обеспечивая согласованность переключения между верхним и нижним транзисторами и избегая несбалансированных потерь нагрузки; во-вторых, выделенный драйвер высокочастотного порта,оптимизированные для низкой емкости шлюза и высокоскоростных характеристик переключения GaN устройств, обеспечивает точное напряжение и ток привода шлюза, устраняя распространенные проблемы с устройствами GaN, такими как ложное запускание и колебания; an intelligent dead-time control module with built-in adaptive dead-time sequencing logic automatically mitigates crosstalk between the high-side and low-side FETs without the need for complex external configuration, сбалансируя безопасность и эффективность преобразования; в-четвертых, комплексный набор защитных цепей, включающих защиту от перенапряжения, тепловое отключение, защиту от перенапряжения и перенапряжения в воротах;и защиты от короткого замыканияНекоторые высококлассные модели также интегрируют загрузочный диод и загрузочный конденсатор, что еще больше упрощает проводку периферии.

2Принцип работы и логика времени

На этапе питания полумоста GaN работает дополнительный режим переключения. Сигнал управления PWM вводится через внешний контроллер и после обработки внутренним драйвером,управляет высокой стороной и низкой стороной GaN FET, чтобы проводить поочередноВо время работы внутренний модуль управления временем простоя вставляет минутное время простоя в момент переключения между FET высокой и низкой стороны,тем самым полностью предотвращая короткое замыкание питания, вызванное одновременным проводом обоих FETУстройство высокой стороны использует архитектуру плавающего привода, используя интегрированную внутреннюю схему загрузки для обеспечения плавающего источника питания.таким образом, удовлетворяя требованиям к преобразованию напряжения для высоковольтных приложений полумоста; устройство низкой стороны использует наземную конфигурацию, предлагающую простую логику управления и быстрое время отклика.чередование переключения FET с высокой и низкой стороной преобразует напряжение магистрали постоянного тока в высокочастотное напряжение квадратной волны переменного токаВ сочетании с низовой индукторной и конденсаторной резонансной сетью, это позволяет преобразовать функции мощности, такие как бук, ускорение и резонансное преобразование.

III. Основные технические преимущества GaN полумостовых силовых ступеней TI

По сравнению с дискретными кремниевыми полумостовыми и дискретными GaN полумостовыми решениями, интегрированные GaN полумостовые силовые ступени TI® предлагают всеобъемлющие преимущества по четырем ключевым измерениям,дизайн, стоимость и надежность, что делает их идеально подходящими для меняющихся требований высокочастотного оборудования с высокой плотностью.

1Исключительная эффективность и выдающиеся высокочастотные показатели

Используя нулевые характеристики обратной рекуперации и сверхнизкие потери переключения GaN FET, GaN полумостовая силовая ступень TI ′ поддерживает работу высокочастотного переключения на частоте от 1 до 10 МГц.При высокочастотных условиях работы, объем и вес пассивных компонентов, таких как выходной индуктор и конденсатор, могут быть значительно уменьшены, увеличивая плотность мощности оборудования более чем на 40 процентов.В то же время, с оптимизированными потерями проводности и переключения, эффективность значительно улучшается на всем диапазоне нагрузки,легко отвечает требованиям стандартов 80 Plus Титанового уровня и промышленного высокоэффективного питания, при этом эффективно снижая потребление энергии в эксплуатации оборудования и потребности в тепловом управлении.

2Высокая интеграция, упрощение проектирования и серийное производство

Традиционные конструкции дискретных полумостов требуют отдельного сопоставления MOSFET, драйверов, компонентов загрузки и защитных схем.Параметры совпадения и PCB маршрутизации чрезвычайно сложны, а при высоких частотах паразитарные параметры могут легко привести к колебаниям и резкому увеличению потерь.,Он работает только с несколькими фильтрующими конденсаторами, что значительно снижает барьер конструкции оборудования.Стандартный комплексный пакет обеспечивает согласованность параметров устройстваЭто позволяет избежать вариаций от партии к партии, характерных для дискретных компонентов, улучшает производительность серийного производства и сокращает цикл НИОКР.

3Низкое количество паразитических эффектов и низкое вмешательство для повышения стабильности

Интегрированный пакет использует специальную схему маршрутизации питания, которая резко сокращает длину трассы как энергосистемы, так и привода,минимизация паразитарной индуктивности и емкости в петляхЭто подавляет высокочастотные пики переключения, колебания напряжения и электромагнитные помехи у источника.Отличная производительность в области электромагнитных взаимодействий может быть достигнута без необходимости использования сложных снубберных схем RC или фильтровых схем ферритовых шариков, упрощая конструкцию системы EMC, снижая при этом напряжение напряжения на устройства и повышая долгосрочную эксплуатационную надежность.

4Интеллектуальная защита, подходящая для суровых условий эксплуатации

Весь ассортимент энергоэтап TI GaN с полумостом включает в себя комплексные интеллектуальные защитные механизмы, которые контролируют рабочее состояние устройства в режиме реального времени.Защита от перенапряжения быстро реагирует на сбои короткой цепи, отключение энерготранзисторов в течение наносекунд для предотвращения разрушения устройства;защита от перегрева автоматически отключает систему, когда температура соединения чипа превышает порог, и автоматически перезагружает, как только температура возвращается к нормальнойЗащита от напряжения шлюза исключает риски ложного запуска при низком напряжении и перенапряжении.Эта всеобъемлющая система защиты позволяет силовой ступени стабильно работать в суровых условиях, таких как высокие промышленные температуры, высокочастотные транзиторы и колебания нагрузки.

IV. Типичные устройства в портфеле основного GaN Half-Bridge Power Stage TI

TI создала полный портфель продуктов для полумостов GaN, адаптированных к различным номиналам мощности и требованиям к напряжению,для полного спектра применений, включая низковольтные двигателиКлючевые параметры и расположение основных основных устройств следующие:

- LMG5200: интегрированная GaN полумостовая ступень питания с номинальным напряжением 80 В и номинальным током 10 А, подходящая для применения низкого напряжения и высокого тока.В основном используется в BLDC двигателях до 36 В, низковольтные высокочастотные инверторы и портативные источники питания для быстрой зарядки, он имеет компактный пакет и чрезвычайно высокую интеграцию,что делает его предпочтительным решением для промышленного управления низким напряжением.

- LMG2100R026: высокопоточная GaN полумостовая ступень питания с постоянным напряжением 93V, импульсным напряжением 100V и текущим напряжением 53A.Он отличается чрезвычайно низким сопротивлением и отличными потерями в условиях высокого тока, что делает его подходящим для высокопроизводительных низковольтных источников питания, промышленных двигателей и низковольтных ступеней питания в конвертерах для хранения энергии.

- LMG3410R070/LMG3422: 650V высоковольтные GaN полумостовые силовые ступени, специально разработанные для преобразования среднего и высокого напряжения в высокочастотную мощность.Они поддерживают рабочие режимы мягкого переключения и жесткого переключения на уровне МГц и широко используются в среднем и высоком напряжении высокоэффективных приложениях, таких как тотем-полюсный ПФК, LLC резонансные преобразователи, серверные источники питания и фотоэлектрические микроинверторы, отвечающие стандартам энергоэффективности уровня титана.

V. Типичные сценарии применения

Используя их основные преимущества высокой частоты, высокой эффективности, высокой интеграции и высокой надежности,Степени питания GaN полумоста TI ̇ стали основными решениями для следующего поколения высокопроизводительного электротехнического оборудованияОсновные сценарии применения охватывают четыре основные области.промышленных источников питания и источников питания с быстрой зарядкой новой энергии; высокочастотная конструкция уменьшает размер оборудования, повышает эффективность полного нагрузки и отвечает требованиям сертификации высокой энергоэффективности; во-вторых, новое оборудование для преобразования энергии,используется в фотоэлектрических микроинверторахАрхитектура высоковольтного GaN полумоста обеспечивает высокоэффективное преобразование энергии и снижает энергопотребление оборудования.системы привода двигателя, подходящий для применения высокочастотного привода в бесбрюшевых двигателях BLDC и сервомоторах, где низковольтные, высокоточные GaN полумосты обеспечивают точное регулирование скорости и работу с низкими потерями;В-четвертых,, высокочастотные резонансные преобразователи: в резонансных топологиях, таких как LLC и DCX, высокоскоростные характеристики переключения GaN устройств позволяют работать с мягким переключением,полностью устранять потери переключения и максимизировать плотность мощности.