48 V Dc-DC Conversion GaN EPC

DC/DC功率转换

更高效 • 更小型 • 成本更低

全球正处于对信息的需求与日俱增并达到前所未有的程度。一直以来，我们依靠电网供电来解决信息的需求，由于需要通过多级功率转换把能量分配到半导体晶片，在每一级转换时，都会有功耗，从而影响效率。

功率转换一直以来都使用硅基功率晶体管。商用及低成本的氮化镓（GaN）功率晶体管及集成电路的开发及出现，为电力电子业界开创了全新的里程。

基于氮化镓晶体管的48 V – 12 V 中间总线转换（IBC）

  • 效率超过96%
  • 功率密度大于1000 W/in3
  • 成本低于USD $0.06/W（如果多于500,000片）

新兴的运算应用需要小很多的外形尺寸并同时能够提供更大的功率。除了服务器市场对功率的需求不断提升外，需要更大功率的、极具挑战性的应用包括多人游戏系统、全自动汽车、人工智能及比特币挖矿等应用。

这些先进的运算应用使得功率转换器需要更大的功率。硅基功率转换器渐渐不能支持这个与日俱增的需求 。。。

氮化镓技术可以提高效率、缩小尺寸及降低系统成本。

48 V 至负载点（POL）单级转换

基于氮化镓器件的功率转换器推动全新电源分配/供应的方法，从而提高整体的系统效率、提高功率密度及降低成本。减少中间电源转换级、从48 V直接转换至系统级功率，可以带来很多好处，包括提高系统性能、更低的功耗、更好的散热管理、节省佔板面积、降低系统成本及降低操作成本。


GaN FET vs. MOSFET: 48 V – 1.8 V DC-DC Conversion

Reference Designs for 48 VBUS

  器件型号 描述 VIN VOUT lOUT
(A)		 fSW 氮化镓器件型号  
EPC9130 Demonstration Board
 EPC9130 48 V to 12 V Non-Isolated, Regulated Bus Converter 36 - 60 12 50 500 kHz EPC2045 立即购买
EPC9115 Demonstration Board
 EPC9115 48 V to 12 V Isolated, Regulated 1/8th Brick Converter 48 - 60 12 42 300 kHz EPC2020
EPC2021		 立即购买
EPC9118 Demonstration Board
 EPC9118 48 V to 5 V, 400 kHz Buck Converter 30 - 60 5 20 400 kHz EPC2001C
EPC2021		 立即购买
LMG5200POLEVM-10 Evaluation Module
 LMG5200POLEVM-10 48 V to 1 V Point-of-Load Evaluation Module (Texas Instruments) 36 - 75 0.5 - 1.5 50 1 MHz EPC2023 立即购买
PMP4497 Evaluation Module
 PMP4497 48 V to 1 V 单路-Stage Converter (Texas Instruments) 36 - 60 0.8 - 1.2 40 600 kHz EPC2023 立即购买
EPC9205 Demonstration Board
 EPC9205 100 V GaN Power Module 48 - 80 10 700 kHz EPC2045 立即购买

产品型号 配置 VDS Max
RDS(ON)
(mΩ)
(VGS = 5 V) 		QG
典型值
(nC) 		QGS
典型值
(nC) 		QGD
典型值
(nC) 		QOSS
典型值
(nC) 		最大脉冲峰值电流 ID(A)
(25°C, Tpulse = 300µs) 		封装
(mm) 		半桥式开发板
EPC2023 GaN FET
 EPC2023 单路 30 1.45 19 5.7 3.2 30 590 LGA 6.05 x 2.3 EPC9031 立即购买
EPC2100 GaN FET
 EPC2100 半桥 30 8.2
2.1		 3.6
15		 1.3
4.8		 0.6
2.7		 6.1
29		 100
400		 BGA 6.05 x 2.3 EPC9036 立即购买
EPC2111 GaN FET
 EPC2111 半桥 30 19
8		 1.7
4.5		 0.6
1.4		 0.3
0.8		 3.3
9.6		 50
140		 BGA 3.5 x 1.5 EPC9086 立即购买
EPC2024 GaN FET
 EPC2024 单路 40 1.5 18 5.1 2.4 45 560 LGA 6.05 x 2.3 EPC9032 立即购买
EPC2030 GaN FET
 EPC2030 单路 40 2.4 17 5.8 3.4 32 490 BGA 4.6 x 2.6 EPC9060 立即购买
EPC2015C GaN FET
 EPC2015C 单路 40 4 8.7 2.7 1.2 19 235 LGA 4.1 x 1.6 EPC9001C 立即购买
EPC2049 GaN FET
 EPC2049 单路 40 5 6.1 2.1 1.1 13 175 BGA 2.5 x 1.5 EPC9085 立即购买
EPC2102 GaN FET
 EPC2102 半桥 60 4.9 8 2.5 1.5 26
31		 220 BGA 6.05 x 2.3 EPC9038 立即购买
EPC2101 GaN FET
 EPC2101 半桥 60 11.5
2.8		 3.3
13		 1.1
3.9		 0.5
2.2		 9.3
45		 80
350		 BGA 6.05 x 2.3 EPC9037 立即购买
EPC2020 GaN FET
 EPC2020 单路 60 2.2 16 3.9 2.3 50 470 LGA 6.05 x 2.3 EPC9033 立即购买
EPC2031 GaN FET
 EPC2031 单路 60 2.6 16 5.0 3.2 48 450 BGA 4.6 x 2.6 EPC9061 立即购买
EPC2202 GaN FET
 EPC2202 单路(AEC-Q101) 80 17 3.2 1 0.55 18 75 LGA 2.1 x 1.6 立即购买
EPC2103 GaN FET
 EPC2103 半桥 80 5.5 6.5 2.2 1.1 34
34		 195 BGA 6.05 x 2.3 EPC9039 立即购买
EPC2105 GaN FET
 EPC2105 半桥 80 14.5
3.6		 2.7
11		 0.9
3		 0.5
2.1		 11
51		 70
300		 BGA 6.05 x 2.3 EPC9041 立即购买
EPC2021 GaN FET
 EPC2021 单路 80 2.5 15 3.4 2.3 63 420 LGA 6.05 x 2.3 EPC9034 立即购买
EPC2029 GaN FET
 EPC2029 单路 80 3.2 13 3.4 1.9 53 360 BGA 4.6 x 2.6 EPC9046 立即购买
EPC2104 GaN FET
 EPC2104 半桥 100 6.8 6.8 2.3 1.4 35
41		 180 BGA 6.05 x 2.3 EPC9040 立即购买
EPC2022 GaN FET
 EPC2022 单路 100 3.2 13 3.4 2.4 71 390 LGA 6.1 x 2.3 EPC9035 立即购买
EPC2032 GaN FET
 EPC2032 单路 100 4 12 3 2 66 340 BGA 4.6 x 2.6 EPC9062 立即购买
EPC2045 GaN FET
 EPC2045 单路 100 7 5.2 1.7 1.1 21 130 BGA 2.5 x 1.5 EPC9078 立即购买
EPC2001C GaN FET
 EPC2001C 单路 100 7 7.5 2.4 1.2 31 150 LGA 4.1 x 1.6 EPC9002C 立即购买
EPC2016C GaN FET
 EPC2016C 单路 100 16 3.4 1.1 0.55 16 75 LGA 2.1 x 1.6 EPC9010C 立即购买
EPC2051 GaN FET
 EPC2051 单路 100 25 1.8 0.6 0.3 7.2 37 BGA 1.3 x 0.85 EPC9091 立即购买
EPC2007C GaN FET
 EPC2007C 单路 100 30 1.6 0.6 0.3 8.3 40 LGA 1.7 x 1.1 EPC9006C 立即购买
EPC2033 GaN FET
 EPC2033 单路 150 7 12 3.8 3.2 90 260 BGA 4.6 x 2.6 EPC9047 立即购买
EPC2047 GaN FET
 EPC2047 单路 200 10 8.2 2.9 1.8 60 160 BGA 4.6 x 1.6 EPC9081 立即购买
EPC2034 GaN FET
 EPC2034 单路 200 10 8.8 3.0 1.8 75 200 BGA 4.6 x 2.6 EPC9048 立即购买
EPC2046 GaN FET
 EPC2046 单路 200 25 2.9 1 0.6 22 55 BGA 2.77 x 0.95 EPC9079 立即购买
EPC2010C GaN FET
 EPC2010C 单路 200 25 3.7 1.3 0.7 40 90 LGA 3.6 x 1.6 EPC9003C 立即购买
EPC2019 GaN FET
 EPC2019 单路 200 50 1.8 0.60 0.35 18 42 LGA 2.8 x 0.95 EPC9014 立即购买

GaN-Based Point-of-Load Conversion:
Higher Frequency, Higher Efficiency, Smaller Size

Higher Frequency, Higher Efficiency, Smaller Size

Mobile devices are expected to perform an ever-growing array of power-hungry tasks, yet remain small and lightweight, and with extended battery life. To meet these demands, point-of-load (POL) DC-DC converters (the power engines) need to be designed to be small sized and as efficient as possible.

Reducing the size and decreasing the power consumption of the core power electronics is critical to keep pace with these demands. These demands translate to ever faster switching frequencies and GaN-based power devices help eliminate the speed bumps to higher converter frequencies and will drive the next generation of mobile computing.

Reference Designs for Point-of-Load

  器件型号 描述 VIN VOUT lOUT
(A)		 fSW 氮化镓器件型号  
EPC9086 Demonstration Board
 EPC9086 30 V, 15 A, 10 MHz 半桥 with Gate Drive 12 - 20 15 10 MHz EPC2100 立即购买
EPC9204 Demonstration Board
 EPC9204 30 V GaN Power Module 12 - 20 10 10 MHz EPC2045 立即购买
EPC9059 Demonstration Board
 EPC9059 30 V 半桥 Parallel Evaluation Board For High Current Applications 20 50 400 kHz EPC2100 立即购买

产品型号 配置 VDS Max
RDS(ON)
(mΩ)
(VGS = 5 V) 		QG
典型值
(nC) 		QGS
典型值
(nC) 		QGD
典型值
(nC) 		QOSS
典型值
(nC) 		最大脉冲峰值电流 ID(A)
(25°C, Tpulse = 300µs) 		封装
(mm) 		半桥式开发板
EPC2023 GaN FET
 EPC2023 单路 30 1.45 19 5.7 3.2 30 590 LGA 6.05 x 2.3 EPC9031 立即购买
EPC2100 GaN FET
 EPC2100 半桥 30 8.2
2.1		 3.6
15		 1.3
4.8		 0.6
2.7		 6.1
29		 100
400		 BGA 6.05 x 2.3 EPC9036 立即购买
EPC2111 GaN FET
 EPC2111 半桥 30 19
8		 1.7
4.5		 0.6
1.4		 0.3
0.8		 3.3
9.6		 50
140		 BGA 3.5 x 1.5 EPC9086 立即购买
EPC2024 GaN FET
 EPC2024 单路 40 1.5 18 5.1 2.4 45 560 LGA 6.05 x 2.3 EPC9032 立即购买
EPC2030 GaN FET
 EPC2030 单路 40 2.4 17 5.8 3.4 32 490 BGA 4.6 x 2.6 EPC9060 立即购买
EPC2015C GaN FET
 EPC2015C 单路 40 4 8.7 2.7 1.2 19 235 LGA 4.1 x 1.6 EPC9001C 立即购买
EPC2049 GaN FET
 EPC2049 单路 40 5 6.1 2.1 1.1 13 175 BGA 2.5 x 1.5 N/A 立即购买
EPC2014C GaN FET
 EPC2014C 单路 40 16 2 0.70 0.30 4 60 LGA 1.7 x 1.1 EPC9005C 立即购买

Support Materials

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