雜談GaN技術

在過去的三十年中，汽車電子經歷了顯著的演變，從傳統的內燃機（ICE）過渡到電池電動車（BEV）的興起。這一過程不僅改變了汽車的運作方式，還推動了電力分配架構和半導體元件的重大變革。在這篇博客中，我們將探討這一演變的三個主要階段——從ICE到輕度混合動力（MHEV）再到BEV——並探討低壓電力分配在塑造汽車領域中的作用。

GaN 是馬達驅動應用的遊戲改變者。為了讓設計師能夠利用這項技術，快速且可靠的上市時間至關重要。使用最先進的電子技術和技術的易用參考設計提供了加快上市時間的寶貴工具。EPC9173 工具允許設計師設計 電動自行車 和無人機，提升馬達系統的尺寸、性能、範圍、精度和扭矩，同時簡化設計以加快上市時間。

環境壓力正在促使迅速採用更新、更清潔和更高效的交通選項。到2025年，預計每售出的10輛車中就有1輛是更省油的48V輕度混合動力車。這些系統將需要一個48V - 12V雙向轉換器，功率範圍從1.5 kW到6 kW。這些系統的設計優先事項是尺寸、成本和高可靠性。GaN電力轉換解決方案非常適合支持這些新型車型中的48V到12V雙向轉換器。

48V正越來越多地被用作計算資料中心和筆記型電腦等消費性電子產品性能的新標準。 全新USB PD3.1標準也正在進軍筆記型電腦，部分原因是USB電壓增加到48 V，在連接器和電纜的電流限制為5 A的情況下，總功率傳輸增加到240 W。 使用USB PD新標準的相容電源，也持續面臨實現小尺寸的解決方案以滿足對高功率密度的需求。GaN FET開關快和具有低導通電阻，解決了電源供電中含有多個電路所需的功率密度挑戰。

對於從標準 48 V匯流排轉換器取得更大電流的需求不斷增長，以滿足伺服器應用對電力不斷增長的需求。 氮化鎵功率元件讓設計者能夠實現理想的轉換器：高效率、小尺寸和高電流處理、易用性和高可靠性。 為了支援您的設計，EPC設計了1.2 kW的共振轉換器演示板（EPC9174），其尺寸為1/8磚型，可實現優越的峰值效率高達97.3%。

EPC 正在積極準備前往休斯敦參加 應用電力電子會議 (APEC)。 團隊很高興能再次親自展示各種演示，展示 GaN 的卓越性能如何在包括計算、通信和電子移動在內的多個行業中轉變電力傳輸。

車用48 V/12 V評估電源模組（EPC9137、EPC9163、EPC9165等）採用兩相同步降壓/升壓拓撲結構。邊緣連接器和控制卡還設計為兩個模組與控制器並聯操作，有效地實現四相，從而使額定電流和功率翻倍。使用EPC9137模組的示例如圖1所示。

48 V 正在被許多應用採用，包括 AI 系統、數據中心和輕度混合動力電動車。然而，傳統的 12 V 生態系統仍然占主導地位，因此需要高功率密度的 12 V 至 48 V 升壓轉換器。eGaN® FET 的快速開關速度和低 RDS(on) 可以幫助解決這一挑戰。在本文中，評估了使用 eGaN FET 直接驅動 eGaN FET 兼容的 Renesas ISL81807 控制器 IC 的簡單低成本同步升壓拓撲設計的 12 V 至 48 V、500 W 直流-直流電源模塊。

磚式DC-DC轉換器廣泛應用於數據中心、電信和汽車應用，將標稱48V匯流排轉換為（或從）標稱12V匯流排。氮化鎵（GaN）集成電路（IC）技術的進步使得半橋和閘極驅動器得以集成，從而形成單芯片解決方案，簡化了佈局、最小化面積並降低成本。

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