GaN技术杂谈

EPC91123 是一款基于 GaN 的 6 kW DC-DC 转换器参考设计，可为 AI 服务器和高性能计算提供隔离式 800 V 至 12.5 V 电源转换。该设计采用输入串联、输出并联（ISOP）架构，由八个交错运行的 LLC 模块组成，每个模块处理约 750 W 功率。初级侧开关采用 150 V EPC2305 GaN 场效应晶体管（FET），次级侧同步整流采用 40 V EPC2366 器件，使系统能够在约 1 MHz 的开关频率下运行。该架构可减小磁性元件尺寸、降低 EMI 并减少热热点，实现超过 98% 的峰值效率，以及在接近满载、近 500 A 输出时仍保持超过 97% 的效率。

在PCIM展会上，LTspice和QSPICE的创建者Mike Engelhardt解释了为什么传统SPICE—最初为IC设计而构建—难以准确仿真功率器件，尤其是GaN FET。他回顾了历史上的电容模型（Meyer、Yang–Chatterjee），以及它们在VDMOS和GaN中的局限性，并介绍了QSPICE如何引入原生GaN MOSFET模型（level 2026），以实现准确的电荷、输出电容和准饱和行为建模。Engelhardt详细说明了数值计算方面的改进、跨电容的正确处理方式，以及使QSPICE成为更快速、更稳健的电力电子仿真器的性能提升。

Artificial intelligence is moving from chatbot conversations to autonomous AI agents working together on huge data sets – and the data center is becoming an AI factory. These next generation facilities require unprecedented computer power which in turn brings new challenges of power delivery, thermal management and energy efficiency. To help address these challenges, NVIDIA has created the NVIDIA MGX™ architecture, a modular platform that accelerates the deployment of AI infrastructure. But the real potential of MGX can only be realized with equally advanced power conversion technology.

本演示文稿 探讨了在面向AI数据中心和工业自动化的多千瓦DC-DC转换器中，低压GaN器件如何超越传统高压解决方案。Michael de Rooij采用多级ISOP拓扑，展示了热量分布、通过交错实现大幅降低电流纹波、更简单的低压磁性元件、更低EMI以及更优导通损耗等方面的优势。文中详细介绍了两个高功率转换器原型（800 V至12 V和800 V至50 V），并说明了可将效率和功率密度损失降至最低的实用调节策略。 观看视频

At PCIM, Efficient Power Conversion (EPC) showcased rapid advances in gallium nitride (GaN) technology that deliver higher efficiency, higher frequency, and greater power density than silicon MOSFETs. Alex Lidow presented new Gen 7 GaN devices from 150 V down to 18 V, optimized for AI server power architectures (800 V down to 6–12 V) and high-frequency point-of-load converters. He also outlined a roadmap for highly integrated GaN motor drives for robots and drones, emphasizing miniaturization, protection, and future current-sensing integration.

The proliferation of small electric motors in robotics and unmanned aerial systems is creating demand for highly integrated and efficient motor-drive electronics. In the context of humanoid robot joints, robotic hands, and lightweight drone propulsion systems, we require power converters that have a high current density in very limited mechanical space.

本次演讲介绍了采用800 V DC配电和ISOP转换器的新型服务器电源架构。它比较了800 V→50 V电源架解决方案与800 V→12.5 V直接到板设计，重点介绍基于GaN的EPC2305/EPC2366、磁通抵消磁性元件，以及面向高密度AI服务器机架、实测效率高达98%的性能表现。

At PCIM，Alex Lidow 重点介绍了 GaN 技术的最新发展，强调其在导通电阻、电容和电压性能方面取得的重大提升。他指出，第七代 GaN 的导电性正接近铜，同时在各个电压等级上持续超越硅 MOSFET。Lidow 还展示了 EPC2370，该器件具有超低导通电阻和显著降低的电容。展望未来，EPC’s 第八代 GaN 将瞄准低电压、高频率和高功率密度应用，以及用于机器人和无人机的单片电机驱动 IC，并计划在 2027 年和 2028 年集成保护功能和电流检测功能。 观看视频

数字世界的发展速度比以往任何时候都快。我们正处于一场新的 AI 工业革命之中，数据中心正在转变为 AI 工厂，即高密度、专门构建的设施，用于大规模创造智能。人工智能不再只是一场软件革命，它正迅速成为一场基础设施革命。这种计算范式的转变非常深刻：人类不再是唯一与 AI 互动的对象；相反，越来越复杂的代理式 AI 模型正在与其他 AI 代理对话，协调任务、自主推理，并处理极长的 token 序列。

在本视频中，我们将介绍 EPC90167，这是一款专为40 V EPC2366 eGaN FET设计的半桥评估板。这款紧凑型2.5 x 2英寸电路板集成了栅极驱动器、死区时间生成、极性控制以及所有关键无源元件，使您能够快速评估高效率、高频功率转换。我们将介绍其主要特性、工作模式和测试点，并展示其如何轻松配置为降压或升压转换器，适用于现代电机驱动、DC-DC转换器和AI电源应用。