GaN：突破功率密度和效率界限
設(shè)計(jì)功耗更低、尺寸更小、更快更炫酷的系統(tǒng)
什么是氮化鎵 (GaN)？
氮化鎵 (GaN) 是一款寬帶隙半導(dǎo)體，與傳統(tǒng)的硅金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管 (MOSFET) 和絕緣柵雙極晶體管 (IGBT) 相比，它可以實(shí)現(xiàn)更高的功率密度和效率。GaN 能夠比純硅解決方案更有效地進(jìn)行電量處理，將功率轉(zhuǎn)換器的功率損耗降低 80%，并更大限度地減少對(duì)添加冷卻器件的需求。通過(guò)將更多的電量存儲(chǔ)在更小的空間內(nèi)，GaN 可以讓您設(shè)計(jì)更小更輕的系統(tǒng)。?
電力電子產(chǎn)品的下一次革命已然來(lái)臨
借助 TI GaN 革新您的高電壓系統(tǒng)。觀看視頻，了解我們的 GaN 技術(shù)如何幫助工程師縮短高電壓電源轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)的面市時(shí)間，同時(shí)降低系統(tǒng)成本和減少環(huán)境影響。
我們 GaN 技術(shù)的優(yōu)勢(shì)
開(kāi)關(guān)速度更快、效率更高
我們具有集成驅(qū)動(dòng)器的 GaN FET 可實(shí)現(xiàn) 150V/ns 的開(kāi)關(guān)速度。這些開(kāi)關(guān)速度與低電感封裝相結(jié)合，可降低損耗、提供干凈的開(kāi)關(guān)功能并更大限度地減少振鈴。
系統(tǒng)尺寸更小、功率密度更高
我們的 GaN 器件具有更快的開(kāi)關(guān)速度，可幫助您實(shí)現(xiàn)超過(guò) 500kHz 的更高開(kāi)關(guān)頻率，從而將磁性元件尺寸縮減高達(dá) 60%、減小系統(tǒng)尺寸并降低系統(tǒng)成本。
專(zhuān)為可靠性而構(gòu)建
我們的 GaN 器件采用專(zhuān)有的硅基 GaN 工藝且已經(jīng)過(guò)超過(guò) 8,000 萬(wàn)小時(shí)的可靠性測(cè)試，并結(jié)合了保護(hù)功能，旨在確保高電壓系統(tǒng)的安全。
專(zhuān)用設(shè)計(jì)工具和資源
借助我們的 GaN 設(shè)計(jì)資源縮短產(chǎn)品面市時(shí)間，這些資源包括功率損耗計(jì)算器、用于電路仿真的 PLECS 模型以及用于在更大系統(tǒng)中進(jìn)行測(cè)試和運(yùn)行的評(píng)估板。
了解特色應(yīng)用
采用 TI GaN 技術(shù)可達(dá)到 80 Plus? 鈦金標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn) 96.5% 的總能效以及超過(guò) 100W/in^3 的功率密度
使用我們的 GaN 器件設(shè)計(jì)支持存儲(chǔ)、云應(yīng)用、中央計(jì)算能力和更多功能的電信和服務(wù)器系統(tǒng)。我們的設(shè)計(jì)能夠達(dá)到 80? Plus 鈦金標(biāo)準(zhǔn)，并實(shí)現(xiàn) 99% 以上的功率因數(shù)校正 (PFC) 效率，可以幫助滿(mǎn)足您對(duì)能效的設(shè)計(jì)要求。
優(yōu)點(diǎn)
- GaN 在圖騰柱無(wú)橋 PFC 拓?fù)渲锌蓪?shí)現(xiàn) >99% 的效率
- 在隔離式直流/直流轉(zhuǎn)換器中實(shí)現(xiàn) >500kHz 的開(kāi)關(guān)頻率，從而縮小磁性元件尺寸
- 集成的柵極驅(qū)動(dòng)器可減少寄生損耗并使系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)更簡(jiǎn)單
特色資源
- PMP20873 – 效率高達(dá) 99% 且基于 GaN 的 1kW CCM 圖騰柱功率因數(shù)校正 (PFC) 轉(zhuǎn)換器參考設(shè)計(jì)
- TIDA-010062 – 1kW、80+ Titanium、GaN CCM 圖騰柱無(wú)橋 PFC 和半橋 LLC（具有 LFU）參考設(shè)計(jì)
- LMG3422R030 – 具有集成驅(qū)動(dòng)器、保護(hù)和溫度報(bào)告功能的 600V 30m? GaN FET
- LMG3422R050 – 具有集成驅(qū)動(dòng)器、保護(hù)和溫度報(bào)告功能的 600V 50m? GaN FET
- LMG3411R150 – 具有集成驅(qū)動(dòng)器和逐周期過(guò)流保護(hù)功能的 600V 150mΩ GaN
借助我們的 GaN 技術(shù)，可在雙向交流/直流功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)超過(guò) 1.2kW/L 的功率密度
使用我們的 GaN 器件開(kāi)發(fā)由太陽(yáng)能和風(fēng)能供電的系統(tǒng)，該器件能夠幫助您設(shè)計(jì)更小、更高效的交流/直流逆變器和整流器以及直流/直流逆變器。借助支持 GaN 技術(shù)的雙向直流/直流轉(zhuǎn)換，將儲(chǔ)能系統(tǒng)集成到光伏逆變器中來(lái)減少對(duì)電網(wǎng)能源的依賴(lài)。
優(yōu)勢(shì)
- 比現(xiàn)有交流/直流和直流/直流轉(zhuǎn)換器的功率密度高 3 倍 (>1.2kW/L) 且重量更輕。
- 與 SiC FET 相比，GaN 的 140kHz 快速開(kāi)關(guān)屬性將功率密度提高了 20%
- 由于采用較低成本的磁性元件，具有和 2 級(jí) SiC 拓?fù)湎嗤南到y(tǒng)成本
特色資源
- TIDA-010210 – 基于 GaN 的 11kW 雙向三相 ANPC 參考設(shè)計(jì)
- LMG3422R030 – 具有集成驅(qū)動(dòng)器、保護(hù)和溫度報(bào)告功能的 600V 30m? GaN FET
- LMG3522R030-Q1 – 具有集成驅(qū)動(dòng)器、保護(hù)和溫度報(bào)告功能的汽車(chē)類(lèi) 650V 30m? GaN FET
- LMG3422R050 – 具有集成驅(qū)動(dòng)器、保護(hù)和溫度報(bào)告功能的 600V 50m? GaN FET
開(kāi)發(fā)可減小尺寸并實(shí)現(xiàn) 95% 以上系統(tǒng)效率的交流/直流解決方案，從而簡(jiǎn)化熱設(shè)計(jì)
我們的集成式低功耗 GaN 器件可為消費(fèi)者日常使用的應(yīng)用（例如手機(jī)和筆記本電腦適配器、電視電源單元和 USB 壁式插座）帶來(lái)功率密度和效率優(yōu)勢(shì)。?
優(yōu)勢(shì)：
- 系統(tǒng)效率 >95%
- 將消費(fèi)類(lèi)交流/直流解決方案尺寸最多減小 50%
- 集成電流檢測(cè)功能可提高效率并減小印刷電路板尺寸
特色資源
- TIDA-050074 – 基于 GaN 的 140W USB PD3.1 USB-C? 適配器參考設(shè)計(jì)
- TIDA-050072 – 基于 GaN 的 65W USB PD3.0 USB-C 適配器參考設(shè)計(jì)
- PMP22244 – 具有 GaN 參考設(shè)計(jì)的 60W USB Type-C? 高密度有源鉗位反激式控制器
- 利用 TI GaN 中的集成電流檢測(cè)功能更大限度提高系統(tǒng)效率 – 應(yīng)用簡(jiǎn)報(bào)
- The benefits of low-power GaN in common AC/DC power topologies – 技術(shù)文章
采用 TI GaN 技術(shù)在電動(dòng)汽車(chē)中實(shí)現(xiàn)高功率密度
混合動(dòng)力汽車(chē)和電動(dòng)汽車(chē)的新一代車(chē)載充電器 (OBC) 及直流/直流降壓轉(zhuǎn)換器將使用 GaN 功率器件，用于提高開(kāi)關(guān)頻率并縮小磁性元件尺寸。與基于硅和 SiC 的 OBC 相比，這種更高的開(kāi)關(guān)頻率和更小的尺寸可提高功率密度。
優(yōu)點(diǎn)
- 3.8kW/L 的功率密度表示在同一容量下的功率比 SiC 大
- >500kHz 的 CLLLC 開(kāi)關(guān)頻率和 120kHz 的 PFC 開(kāi)關(guān)頻率
- 96.5% 的組合系統(tǒng)級(jí)效率
- 集成柵極驅(qū)動(dòng)器簡(jiǎn)化了系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)
特色資源
- LMG3522R030-Q1 – 具有集成驅(qū)動(dòng)器、保護(hù)和溫度報(bào)告功能的汽車(chē)類(lèi) 650V 30m? GaN FET
- GaN-Based, 6.6-kW, Bidirectional, Onboard Charger Reference Design – 測(cè)試報(bào)告
- 汽車(chē) 650V GaN 功率級(jí)頂部冷卻 QFN 12x12 封裝的熱設(shè)計(jì)和性能 – 應(yīng)用手冊(cè)
- POWERSTAGE-DESIGNER – 適用于常用開(kāi)關(guān)模式電源的 Power Stage Designer? 軟件工具
客戶(hù)成功案例
了解我們的客戶(hù)對(duì) TI GaN 技術(shù)的看法，以及該技術(shù)如何幫助客戶(hù)實(shí)現(xiàn)更小型、更可靠、更高效的高電壓設(shè)計(jì)。
Chicony Power
"GaN 使電源設(shè)計(jì)發(fā)生了革命性的變化。它的高頻開(kāi)關(guān)特性和較低的導(dǎo)通阻抗是提升電源產(chǎn)品效率和減小其尺寸的決定性因素，可顯著減少電源產(chǎn)品使用的能耗和物料，并為 Chicony Power 的綠色設(shè)計(jì)理念帶來(lái)新的機(jī)遇。"
- Yang Wang |?Chicony Power，研發(fā)副總裁
LITEON
"在開(kāi)發(fā)新一代高端服務(wù)器電源的過(guò)程中，LITEON 借助出色的研發(fā)團(tuán)隊(duì)和先進(jìn)的材料技術(shù)來(lái)應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)。LITEON 通過(guò)利用 TI 的 GaN 解決方案，在業(yè)內(nèi)率先滿(mǎn)足了數(shù)據(jù)中心的節(jié)能要求。"
- Todd Lee |?LITEON Technology，云基礎(chǔ)設(shè)施平臺(tái)和解決方案部研發(fā)高級(jí)總監(jiān)
Delta
"GaN 的應(yīng)用融合了 Delta Electronics?在高效電力電子裝置領(lǐng)域的核心專(zhuān)業(yè)知識(shí)，用于更大限度地提高功率密度，同時(shí)不會(huì)降低效率性能。歸根結(jié)底，GaN 技術(shù)打開(kāi)了通往新產(chǎn)品世界的大門(mén)，而這在此之前是不可能的。"
- Kai Dong | Delta Electronics，定制設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)部研發(fā)經(jīng)理
探索特色產(chǎn)品
特色產(chǎn)品類(lèi)別
使用 GaN 功率級(jí)進(jìn)行設(shè)計(jì)
我們具有集成驅(qū)動(dòng)器和保護(hù)功能的 GaN FET 產(chǎn)品系列可幫助您實(shí)現(xiàn)高功率密度和整個(gè)生命周期內(nèi)的可靠性，以及比同類(lèi)競(jìng)爭(zhēng)解決方案更低的系統(tǒng)成本。
使用 GaN 智能電源模塊 (IPM) 進(jìn)行設(shè)計(jì)
我們的 GaN IPM 產(chǎn)品系列有助于更大限度地提升高壓電機(jī)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用中的電源效率。
使用集成 GaN 反激式轉(zhuǎn)換器進(jìn)行設(shè)計(jì)
與同類(lèi)競(jìng)爭(zhēng)解決方案相比，我們具有集成 GaN 場(chǎng)效應(yīng)晶體管 (FET) 的反激式轉(zhuǎn)換器產(chǎn)品系列可實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)化的設(shè)計(jì)、更小的尺寸和更低的系統(tǒng)成本。
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設(shè)計(jì)高效的高電壓電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)只是在高電壓應(yīng)用設(shè)計(jì)中面臨的眾多挑戰(zhàn)之一。請(qǐng)?jiān)L問(wèn)我們的高電壓技術(shù)頁(yè)面，詳細(xì)了解我們的電源轉(zhuǎn)換、電流和電壓檢測(cè)、隔離和實(shí)時(shí)控制技術(shù)，并了解在您的下一個(gè)高電壓設(shè)計(jì)中選擇 TI 的好處。