GaN技术杂谈

硅已经存在很久了。是时候让一个更年轻且更适合的挑战者接管半导体材料的主导地位了。

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。

计算和电信市场的快速扩展要求中间总线转换器提供更加紧凑、高效和高功率密度的解决方案。LLC谐振转换器是提供高功率密度和高效解决方案的出色候选者。eGaN® FETs凭借其超低的导通电阻和寄生电容，有助于LLC谐振转换器显著降低损耗，而这是使用硅MOSFET时很难实现的。采用EPC2053和EPC2024等eGaN FETs的48 V到12 V，900 W，1 MHz LLC DC到DC变压器（DCX）转换器被证明实现了98.4%的峰值效率和超过1500 W/in3的功率密度。

计算和电信市场的快速扩展要求中间总线转换器的解决方案越来越紧凑、高效和高功率密度。LLC谐振转换器是提供高功率密度和高效解决方案的优秀候选者。eGaN® FETs 以其超低导通电阻和寄生电容，通过显著降低损耗，受益于LLC谐振转换器，这是使用Si MOSFET时面临的挑战。展示了一种48V到6V、900W、1MHz的LLC DC到DC变压器（DCX）转换器，采用了如EPC2053 和 EPC2023等eGaN FET，峰值效率达98.1%，比功率为48W/cm2 (308 W/in2)，功率密度为69W/cm3 (1133 W/in3)。

eGaN® FETs和ICs由于其紧凑的尺寸、超高速开关和低导通电阻，使得非常高密度的电源转换器设计成为可能。大多数高密度转换器输出功率的限制因素是结温，这需要更有效的热设计。eGaN的芯片级封装还提供了六面散热，能够从芯片的底部、顶部和侧面有效地散热。本应用说明介绍了一种高性能的热解决方案，以提高基于eGaN转换器的输出电流能力。

这篇文章最初由Bill Kleyman于2018年11月5日发布在 Data Center Frontier 网站上。了解更多关于 eGaN技术 和EPC GaN解决方案在 数据中心中的应用。

eGaN® FET能够比Si MOSFET更快地切换，因此需要更加仔细地考虑PCB布局设计，以最大限度地减少寄生电感。寄生电感会导致更高的过冲电压和较慢的切换过渡。本应用说明回顾了设计具有eGaN FET的最佳功率级布局的关键步骤，以避免这些不良影响并最大化转换器性能。

介绍：高效电力转换感谢作者和科罗拉多大学博尔德分校 | CUB · 电气、计算机和能源工程系 (ECEE) 的贡献。  

本文最初发布于2018年5月在Bodo's Power Systems网站。了解更多关于eGaN技术和EPC GaN解决方案的汽车应用。