GaN技术杂谈

当引入像EPC的GaN功率FET和IC这样的“位移”技术并且新的性能水平成为可能时，建模您的设计可以为电路的能力和需求提供舒适和洞察力。此博客文章讨论了最新添加到“EPC GaN Power Bench，我们的在线建模工具库，EPC的GaN FET热计算器！

为参加在休斯敦举行的应用电力电子会议 (APEC)的准备工作正在紧锣密鼓地进行中。团队非常高兴能再次面对面展示，展示各种演示，展示GaN的优异性能如何在计算、通信和电子移动等多个行业中转变电力传输方式。

移动性是所有经济体的驱动力因素。电动出行（或称e-Mobility）是一种清洁且具有影响力的方式，能够在不增加低效电机或燃烧化石燃料发动机对环境压力的情况下保持商业活动的运转。对于高效且紧凑的电机驱动设计需求日益增加。EPC公司正在开发用于电动出行应用的基于GaN的电机驱动参考设计，以启动支持这一趋势的竞争性和环保替代方案。

车用48 V/12 V评估电源模块（EPC9137、EPC9163、EPC9165等）采用两相同步降压/升压拓扑结构。边缘连接器和控制卡还设计为两个模块与控制器并联操作，有效地实现四相，从而使额定电流和功率翻倍。使用EPC9137模块的示例如图1所示。

48 V 正在被许多应用采用，包括 AI 系统、数据中心和轻度混合动力电动车。然而，传统的 12 V 生态系统仍然占主导地位，因此需要高功率密度的 12 V 转 48 V 升压转换器。eGaN® FET 的快速开关速度和低 RDS(on) 可以帮助解决这个问题。 本文评估了一种使用由瑞萨的 ISL81807 控制器 IC 直接驱动的 eGaN FET 的 12 V 转 48 V、500 W DC-DC 功率模块的设计，该模块采用简单且低成本的同步升压拓扑。

现代显示器，如笔记本电脑和PC显示器，通常需要低功率升压转换器。在这种应用中，屏幕亮度从低到中等，转换器大部分时间在轻负载下运行，因此轻负载效率非常重要。eGaN FET的低开关损耗可以帮助解决这个问题。本次GaN Talk将探讨使用eGaN FET的简单低成本同步升压拓扑设计一个12V到60V、50W的DC/DC电源模块，具有低温升特性。

本篇GaN Talk博客讨论了使用基于GaN的逆变器替代硅基逆变器在电机驱动设计中的优势，这些优势包括运行更平滑，同时减小体积和重量。这些优势对于典型应用中的电机驱动至关重要，例如仓储与物流机器人、伺服驱动、电动自行车和电动滑板车、协作和低电压机器人及医疗机器人、工业无人机和汽车电机。

EPC开发板提供了在常见应用中评估eGaN® FET和IC的机会。例如，EPC9094半桥开发板可以配置为降压或升压转换器。EPC9094的特点是新发布的EPC2054 200 V 43 mOhm最大eGaN FET，封装为1.3 x 1.3 mm的2 x 2引脚WLCSP封装。这种非常小的FET的超低RDS(on)值使其能够支持高压电源的高电流负载。为了展示这一能力，我们将把EPC9094开发板修改为降压转换器。使用140 V电源，Spice模拟显示2.5 A负载下，输出为28 V，效率高达90%。选择了Vishay IHLP-4040DZET330M11电感，33 uH，4.4 A，95 mOhm最大值，10.2 x 10.8 x 4 mm，它将在500 kHz时提供40%的纹波。输出电容包括四个10 uF Y5V 50V 1210陶瓷电容。模拟显示在500 kHz到375 kHz之间改变开关频率时，纹波电流与整体效率之间存在权衡。模拟还显示，调整死区时间以允许从高到低的全ZVS过渡最大化了降压转换器在轻载下的效率性能。

直到最近，从音频放大器获得高质量声音需要花费数千美元，并且依赖于大型、笨重、耗电的A类放大器。现在，氮化镓FET和IC的出现正在引领高质量、低成本的D类音频放大器的时代。

氮化镓（GaN）专题博客：Pavel Gurev，Sinftech Rus LLC