德州儀器的GaN電源跑在了市場(chǎng)前頭

隨著科技迅速發(fā)展，依托于汽車(chē)、電腦、手機(jī)及工業(yè)等應(yīng)用領(lǐng)域的電源產(chǎn)品也被應(yīng)用于更多方面。而在當(dāng)下電源市場(chǎng)，更小尺寸、更高功率的電源產(chǎn)品著實(shí)已成為商家競(jìng)相追逐的風(fēng)向標(biāo)。性半導(dǎo)體設(shè)計(jì)制造公司德州儀器（TI）作為不斷深耕集成電路（IC）及嵌入式處理器的研發(fā)者，攜高達(dá)10kW應(yīng)用的新型即用型600V氮化鎵（GaN）功率級(jí)產(chǎn)品組合亮相北京TI新聞發(fā)布會(huì)，為電源市場(chǎng)帶來(lái)了不少亮點(diǎn)。

GaN FET器件系列產(chǎn)品通過(guò)集成*的功能和保護(hù)特性，來(lái)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，達(dá)到更高的系統(tǒng)可靠性和優(yōu)化高壓電源的性能，為傳統(tǒng)級(jí)聯(lián)和獨(dú)立的GaN FET提供了智能替代解決方案。

在應(yīng)用GaN的的具體功率器件中，TI主推了LMG3410R050、LMG3410R070和LMG3411R070三款產(chǎn)品。它們的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)在于：1、更小、更有效的解決方案。與硅金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管（MOSFET）相比，德州儀器的集成GaN功率級(jí)可將功率密度提高一倍，并將損耗降低80%。每個(gè)器件都具有快速的1MHz開(kāi)關(guān)頻率和高達(dá)100V/ns的壓擺率。2、系統(tǒng)的可靠性。此系列產(chǎn)品組合接受了超過(guò)2000小時(shí)的包括加速和應(yīng)用內(nèi)硬開(kāi)關(guān)的設(shè)備可靠性測(cè)試。并且，每個(gè)器件均提供集成的散熱和高速、100ns過(guò)流保護(hù)，以防止直通和短路情況。3、每個(gè)功率級(jí)的設(shè)備配套服務(wù)。50mΩ或70mΩ條件下，本產(chǎn)品組合中的每個(gè)器件均提供一個(gè)GaN FET、驅(qū)動(dòng)器并提供保護(hù)功能，可為低于100W至10kW的應(yīng)用提供單芯片解決方案。

GaN技術(shù)都到關(guān)注，很大原因在于它賦予產(chǎn)品的承壓上限。與一般36V、5.5V電源產(chǎn)品不同，LMG341x真正屬于高壓范疇，系列產(chǎn)品電壓可達(dá)600V。與此同時(shí)，GaN產(chǎn)品可以在很高頻率的開(kāi)關(guān)電源里工作，600V輸入一般只有100kHz頻率，而TI的GaN產(chǎn)品頻率可以跑到1MHz，是傳統(tǒng)頻率的10倍。與此相對(duì)應(yīng)的是，是傳統(tǒng)頻率的10倍。另外，頻率的提高又可以顯著地減小變壓器、電感和電容的體積，因此整體體積減小6倍的GaN產(chǎn)品才得以面世。除了體積之外，GaN產(chǎn)品效率也值得一提。

雖然是一項(xiàng)新技術(shù)，但GaN的應(yīng)用領(lǐng)域已很廣泛。GaN從小功率到大功率，已完成對(duì)PE、手機(jī)充電器、筆記本充電器，工業(yè)自動(dòng)化和機(jī)器人等各個(gè)領(lǐng)域的覆蓋。此外，類(lèi)似于充電樁的電力基礎(chǔ)設(shè)施和新能源等大功率應(yīng)用，從體積的角度考慮，GaN不失為一種合適的選擇。

值得一提的是，相對(duì)于硅，氮化鎵功率器件的成本較高。那么Ti如何把控這種成本上升帶來(lái)的問(wèn)題呢？TI高壓電源應(yīng)用產(chǎn)品業(yè)務(wù)部氮化鎵功率器件產(chǎn)品線經(jīng)理Steve Tom對(duì)此表示，“新技術(shù)剛開(kāi)始投入使用會(huì)產(chǎn)生較高價(jià)位，但隨著市場(chǎng)成熟與產(chǎn)品，價(jià)格趨勢(shì)會(huì)往下走。同時(shí)，相對(duì)于硅GaN頻率更高，外圍電感和電容尺寸較小，因此外圍器件價(jià)格更低，具有更高的性價(jià)比。后TI發(fā)展新的工藝和新的封裝總體趨勢(shì)，隨著越多越多的客戶使用新的工藝和新的封裝的話，成本也會(huì)越來(lái)越低。”

發(fā)布會(huì)后，為了給電源市場(chǎng)普及更多理論干貨，TI還向記者們分享了《電源設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》，這本出自于PWM控制器之父Robert Mammano之手的實(shí)用專(zhuān)業(yè)書(shū)籍，從電路元器件、電源基本電路拓?fù)?、各種控制策略、磁元件設(shè)計(jì)、輔助電源電路等各種角度，系統(tǒng)介紹了有關(guān)電源內(nèi)容。