EPC技術文章

專家於APEC 2024評估氮化鎵(GaN)和碳化矽(SiC)

在這段來自《Power Electronics News》的影片中,半導體公司的一系列傑出演講者分享了在氮化鎵 (GaN) 和碳化矽 (SiC) 基礎功率裝置方面的突破性發展見解。

GaN 演講者針對兩個塑造寬禁帶未來的關鍵問題進行了討論:

  1. 基板材料選擇對於 GaN 基礎功率裝置的重要性。他們詳細說明了這一選擇如何影響裝置性能、可靠性和製造性,並探討了研究人員如何應對與基板相關的挑戰。
  2. GaN 裝置在特定市場細分中如何超越傳統的矽基解決方案,推動其採用並揭示各自公司的技術方向。演講者包括:
    • Robert Taylor,德州儀器 (Texas Instruments) 工業應用部門應用工程師/總經理
    • Michael de Rooij,EPC 應用工程副總裁
    • Balu Balakrishnan,Power Integrations 首席執行官

觀看影片

使用氮化鎵場效電晶體與為矽基MOSFET設計的控制器和門極驅動器

氮化鎵 (GaN) FET 已經革新了電力電子產業,與傳統矽 MOSFET 相比,提供了尺寸更小、切換速度更快、效率更高、成本更低等優勢。然而,GaN 技術的快速發展有時超過了專用 GaN 閘極驅動器和控制器的開發。因此,電路設計師常常求助於為矽 MOSFET 設計的通用閘極驅動器,需要仔細考慮各種因素以確保最佳性能。

Bodo’s Power Systems
2024年2月
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PODCAST: 用於電機控制和LiDAR應用的氮化鎵(GaN)

ChatGPT

在這一期由EPC執行長Alex Lidow主持的PowerUP節目中,我們深入探討了氮化鎵(GaN)技術在各種應用中的革命性影響,特別是對電機控制和Lidar系統的影響。

Power Electronics News
2024年2月
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Advancements in GaN Motor Drive Inverters Revolutionize UAV Drones for Agricultural Applications

Modern agricultural techniques have been revolutionized by the integration of unmanned aerial- vehicle (UAV) drones, which are low-voltage battery-operated aircrafts. Smaller drones are utilized for terrain mapping and vegetation monitoring, while heavier, more robust variants are employed for tasks such as spraying and distributing fertilizers and insecticides as well as disseminating seeds and feed with payloads up to 50 kg loads. GaN-based inverters prove to be suitable for UAV agricultural drones since they extend the battery life by improving motor efficiency, courtesy of the higher PWM frequency with sinusoidal excitation. In addition to the efficiency considerations, the higher PWM frequency contributes to a reduction in the dimensions of the DC link, thereby reducing the size and weight of the inverter, which is vital in lightweight aircrafts.

Bodo’s Power Systems
December, 2023
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採用晶片級封裝的氮化鎵元件熱建模

與採用傳統矽元件的轉換器相比,採用氮化鎵基高電子遷移率電晶體 (HEMT) 具有許多材料和性能優勢,已廣泛用於消費和工業用功率轉換領域。氮化鎵元件在更高的開關頻率下提高了功率轉換效率,進而實現更低的系統成本和更高的功率密度。隨著功率密度的增加,散熱分析和熱建模變得至關重要。我們將在本文分享EPC的熱量計算器。 EPC公司製造增强型 GaN HEMT 和集成電路,例如支持多種轉換器的半橋元件。

Power Electronics News
2023年11月
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GaN技術來自EPC Space展示出對太空任務的極端穩健性

太空探索一直需要尖端技術、可靠性和韌性。最新的電力電子技術突破──氮化鎵(GaN)技術,已成為太空系統的改變遊戲規則者,與傳統的矽MOSFET相比,它提供了卓越的抗輻射能力和無與倫比的電氣性能。在本文中,我們探討了為什麼GaN功率裝置是太空中功率轉換應用的最佳選擇,以及它們的抗輻射能力如何使其成為太空任務的極其強健解決方案。

電子元件
2023年10月
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使用氮化鎵場效電晶體在48V到12V LLC轉換器中突破5 kW/in³

LLC諧振變換器已成為中間48V到12V轉換的首選拓撲結構,因為它們具有高效率、高功率密度和良好的動態響應。過去已經證明,將這種拓撲結構與GaN晶體管結合後的卓越性能。本文章展示了像EPC的最新一代GaN器件如何繼續進一步推動性能極限。

Bodo’s Power Systems
2023年11月
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GaN in Space: 解鎖衛星系統的效率和性能

太空產業正經歷一場向「新太空」轉變的變革,這是由於對無處不在的連接需求增加以及創新商業模式的出現所推動的。這一變革的關鍵要素之一是氮化鎵(GaN)技術在太空應用中的採用。由於其卓越的抗輻射性、高系統效率和輕量化特性,GaN 具有巨大的潛力。

在與 EE Times Europe 的討論中,Yole Intelligence(Yole Group 旗下)的技術和市場分析師 Taha Ayari 和 Aymen Ghorbel 解釋了新太空——低地球軌道(LEO)任務部分,典型的衛星壽命為三到五年,可靠性要求較低——如何成為 GaN 採用的焦點。因此,GaN 功率器件正被採用於各種衛星系統,包括 DC/DC 轉換器、負載點系統、電機驅動和離子推進器。

EE Times Europe
2023年10月
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氮化鎵技術在功率轉換領域普及進程的里程碑

影響氮化鎵技術在各種電源管理應用中的快速滲透普及有哪些因素?在本文中,我們將深入探討在過去 13 年中我司訪問過、已投入批量生産的客戶的反饋。

Power Electronics News
2023 年 10 月
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氮化鎵電晶體簡化大電流馬達控制逆變器的設計

由電池供電的工業車輛,例如叉車、手動搬運車或倉庫內的自動車輛,需要大電流逆變器來驅動馬達。 氮化鎵技術有助於提高這些應用中的功效和簡化逆變器的設計。

Bodo System
2023 年 10 月
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GaN產業版塊動盪宜普如何越級挑戰?

宜普電源轉換公司聯合創辦人暨執行長Alex Lidow表示,GaN的成本競爭力亦與Si MOSFET並駕齊驅,潛在爆發力更有過之而無不及,目前最關鍵就是得重塑諸多研究者的老舊觀念,認為GaN昂貴到碰不得。GaN的技術正迎來轉捩點,在先進運算、車用電子、太空電子及消費電子等新型應用設計多數採GaN技術,而非Si MOSFET。

DIGITIMES Asia
2023年9月
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宜普拚GaN成本優勢目標超車Si MOSFET

宜普電源轉換公司聯合創辦人暨執行長Alex Lidow接受DIGITIMES專訪,提到GaN主要會被應用在650V及以下市場。反之碳化矽則是主導650V以上的市場,它可望取代矽基絕緣閘極雙極性電晶體。宜普也在開發對速度及尺寸特性極為要求的400V以下市場。且致力於製造比Si功率元件擁有更高性能、更具成本競爭力的GaN元件。

DIGITIMES Asia
2023年9月
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EPC Space 將氮化鎵帶到大氣層邊緣

將氮化鎵(GaN)帶入最終邊疆,EPC Space 推出了兩款新的耐輻射氮化鎵晶體管,專為太空應用中的高電流切換而設計。隨著商業衛星數量的不斷增加,設計人員需要更多具備改進電流處理能力的太空電源電子選項。

All About Circuits
2023年9月
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采用通过单片GaN集成电路提高性能,同时、缩小降低尺寸和降低成本

在功率转换、电机驱动和激光雷达等应用中,15 V至350 V范围内的氮化镓(GaN)异质结场效应功率晶体管显示出比硅具有显著优势的,无论是在效率、尺寸、速度和成本方面。这些优势源于关键电场的数量级比硅高出一个数量级,具体而言,尤其是高三倍的带隙方面有3倍的优势,和高1.3倍的电子迁移率方面有1.3倍的优势。

Bodo’s Power Systems 2023年9月
读过的文章

高電子移動率晶體管(HEMT)封裝改善了在太空電力應用中的器件並聯性能

隨著處理能力的增強和更複雜的負載被放置在軌道上或深空任務中,有時有必要並聯兩個或更多的電源開關。然而,傳統的電源設備封裝,例如 FSMD-A/B/C/D 及其 I/O 接腳設置,使得在性能考量下並聯這些設備變得困難。在並聯時,這些封裝上的閘極和源感應接腳要么阻礙了最有效/最短的從封裝到封裝的漏極和源極連接,要么阻礙了閘極和源感應接腳的連接。因此,在並聯配置中,總是在優化漏源負載電路性能和閘源感應驅動迴路性能之間存在妥協。本文介紹了 FSMD-G 離散 HEMT 封裝,並解釋了其 I/O 接腳的重新配置如何在並聯 GaN HEMTs 時克服這些限制。

How2Power
2023 年 9 月
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EPC 高瞻遠矚,推出300V太空級氮化鎵電源晶體管

EPC Space 推出了用於太空電源轉換器和其他惡劣環境的抗輻射氮化鎵器件。

電子週刊
2023年8月
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GaN技術革命化太空任務:提升效率、可靠性和可持續性

氮化鎵(GaN)元件提供了許多符合太空產業需求的好處,能夠解決與可靠性、輻射生存能力和太空傳承相關的挑戰。

電子電力新聞
2023年8月
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預測太陽能微型逆變器和電力優化器中氮化鎵器件的壽命

微型逆變器和功率優化器廣泛應用於現代太陽能板,以最大化能量效率和轉換。這種拓撲和實施通常需要至少25年的壽命,這對市場採用來說是一個關鍵挑戰。低電壓氮化鎵(GaN)功率裝置(VDS額定值< 200 V)是一個有前景的解決方案,越來越多的太陽能製造商正在廣泛使用這些裝置。

在本文中,採用測試至失效的方法來調查氮化鎵晶體管的內在磨損機制。該研究使得基於物理的壽命模型得以開發,這些模型可以準確地預測在各種太陽能應用中的獨特任務剖面下的壽命。

How2Power
2023年8月
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高效能,3 kW 功率,2相,3級轉換器,使用並聯的 eGaN FET

隨著再生能源革命及交通電氣化進展,對住宅能源儲存系統的需求正在增加。通常需要高效的直流對直流轉換器來交換由再生能源(如太陽能板)產生的能量與電池。氮化鎵(GaN)場效應電晶體(FETs)的快速切換速度和低RDS(on)可以通過減少直流對直流轉換器內的功耗來節省能量。本文展示了如何設計一個高效的100 – 250 V到40 - 60 V的直流對直流轉換器。

歐洲電力電子
2023年5月
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汽車電子用於低壓配電的演變—從 ICE 、MHEV 到目前的BEV汽車應用

汽車電子在過去30年内經歷了幾個時代的演變。 從主要採用機械或發動機驅動系統的純內燃機 (ICE),到添加電力動力的輕度混合動力 (MHEV),再到全電池電動汽車 (BEV)應用。 在這三個時代中,用於轉換和分配電力的架構甚至基本半導體元件都發生了重大的變化。 本文討論了這個進化過程和對將來進化的方向做出了一些推測。

Power Systems Design
2023年8月
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