新兴计算应用需求更大的功率和更小的外形尺寸。除了不断扩展的服务器市场需求外，一些最具挑战性的应用包括多用户游戏系统、自动驾驶汽车和人工智能。这些应用正在产生对可在靠近处理器的主板上挤压的DC-DC转换器的需求。

这些高性能计算和电信应用所需的最小、最具成本效益和最高效率的非隔离48 V到5 - 12 V转换器，可以通过使用100 V eGaN^® FET如EPC2045和EPC2053来实现。

使用EPC2045配置为同步降压转换器的EPC9205 DrGaN电源模块，在48 V输入、12 V输出和10 A负载下实现了1400 W/in³的功率密度。它能够产生5 V到12 V范围内的输出电压，并提供14 A输出电流。

对于需要更高电流的应用，配置为同步降压转换器的EPC9093 GaN开发板的主功率级面积仅为10 mm x 9 mm，比其硅等效产品至少小2倍。即使在这种极小尺寸下，它仍能够产生5 V到12 V范围内的输出电压，并提供25 A输出电流。

100 V EPC2045和EPC2053 eGaN FETs

最新一代的100 V GaN器件提高了48 V电源转换的效率，缩小了体积，降低了系统成本。EPC2045，如图1所示，额定电压为100 V，导通电阻为7 mΩ，可以承载16 A的连续电流。EPC2045的占位面积几乎是相当的硅MOSFET的十分之一，并且具有更低的寄生电容，能够比等效的硅器件切换得更快，即使在更高的切换频率下也能实现更低的切换损耗。

EPC2053，如图2所示，额定电压为100 V，导通电阻为4 mΩ，可以承载32 A的连续电流。EPC2053的寄生电容和导通电阻比其硅对应产品更低，实现了更快的切换速度和更低的功率损耗，即使在更高的切换频率下也是如此。这些特性使得在缩小转换器体积的同时增加输出功率成为可能。

EPC9205电源模块，如图3所示，配置为同步降压转换器，配备了两个EPC2045 eGaN FET。EPC9205具有uPI Semiconductor Corp.的uP1966A半桥门驱动器IC，输入和输出滤波器，以及电流和温度传感。eGaN FET的高频能力大大减少了滤波要求，使得优化后的输出滤波电感尺寸更小、损耗更低。

EPC9093开发板的框图原理图如图6所示，配置为同步降压转换器，配备了两个EPC2053 eGaN FET。EPC9093的主功率级如图8所示，还具有uPI Semiconductor Corp.的uP1966A半桥门驱动器IC。主功率级仅占用10 mm x 9 mm的面积，比相当的硅MOSFET功率级至少小2倍。eGaN FET的高频能力显著减少了滤波要求，使输出滤波电感的尺寸和损耗显著减少。

结论

将中间48 V到5 - 12 V总线转换器设计从硅MOSFET迁移到eGaN FET，能在保持或超过效率目标的同时，减少尺寸和成本。表1显示了基于eGaN FET的48 V到12 V，25 A降压转换器的物料清单，单位功率成本低于0.03美元。同样的物料清单可用于低至5 V的输出电压。

基于eGaN FET的48 V到5 - 12 V，25 A负载转换器被证明在5 V、9 V和12 V输出下具有97%的峰值效率，其主功率级比硅等效产品至少小2倍，且在12 V输出时每瓦成本可低于0.03美元。

最新的100 V GaN器件在48 V转换中提高了效率，缩小了尺寸，降低了系统成本，从而满足了高密度计算的挑战性需求。