前言
半橋拓撲是一種由兩個功率器件和電感器件構成的電路結構,通過交替導通兩個功率器件實現電能變換和傳輸,可進行升壓或降壓轉換,具有簡單易實現、器件電壓應力低等優點,廣泛應用于電源轉換、電機驅動、逆變器等諸多領域。
目前,低壓半橋氮化鎵功率芯片在通信、消費電子、數據中心與服務器、人工智能與自動駕駛、工業電源等領域應用廣泛,與高壓半橋氮化鎵功率芯片相比,其在耐壓相對較低,約100V左右,主要用于48V及以下系統,更側重高頻性能和快速開關能力。
半橋氮化鎵芯片
充電頭網總結了多家廠商推出的多款低壓半橋氮化鎵芯片,并匯總如上表所示。排名不分先后,按企業英文首字母排序。
GaNPower 量芯微
全波相電流半橋氮化鎵IPM
量芯微準備推出一款具有0.1%精度、無熱、正負電流檢測、1200V的半橋氮化鎵IPM。
該半橋氮化鎵IPM集成60V~1200V半橋GaN,內集成0.1%精度、50nS響應、無熱電流采樣,發熱量只有錳銅的萬分之一,具有智能過流保護可保證電爐安全可靠,同時集成隔離半橋驅動、自舉電路、隔離ADC、集成NTC。
此為半橋氮化鎵IPM電路圖。
該半橋氮化鎵IPM采用PowerSSO-24/DIP25-DBC兩種形式封裝。
Innoscience 英諾賽科
英諾賽科ISG3201
英諾賽科ISG3201是一顆100V耐壓的半橋氮化鎵功率芯片,芯片內部封裝兩顆耐壓 100V,導阻 3.2mΩ 的增強型氮化鎵開關管以及100V半橋驅動器。內部集成的驅動器省去了外部鉗位電路,能夠顯著降低關聯的寄生參數。半橋氮化鎵器件具備60A連續電流能力,無反向恢復電荷,并具有極低的導通電阻。
ISG3201 外圍元件非常精簡,芯片內部集成了驅動電阻、自舉電容和供電濾波電容。英諾賽科在這款芯片上采用固化驅動形式,減少柵極和功率回路寄生電感,并簡化功率路徑設計。該芯片還具有獨立的高側和低側 PWM 信號輸入,并支持 TTL 電平驅動,可由專用控制器或通用 MCU 進行驅動控制。
通過顯微拍攝可清晰看到 ISG3201 的焊盤依次為 SW,PGND 和 VIN,獨特的焊盤設計縮小了功率路徑的環路面積,同時增大了散熱面積,有效降低器件運行時的溫升。相比傳統分立的驅動器+氮化鎵解決方案,電路設計更加簡化,PCB尺寸更小巧,可設計單面布板,寄生參數更小,系統性能更優。
在應用方面,英諾賽科 ISG3201 半橋氮化鎵功率芯片適用于高頻高功率密度降壓轉換器,半橋和全橋轉換器,D類功放,LLC 轉換器和功率模組應用,可用于 AI,服務器,通信,數據中心等應用場景。48V 工作電壓也滿足 USB PD 3.1 快充以及戶外電源相關應用,通過集成的半橋器件,簡化功率組件的開發設計。
英諾賽科ISG3202LA
英諾賽科ISG3202是一顆100V耐壓的半橋氮化鎵功率芯片,隸屬SolidGaN系列,芯片內部封裝兩顆耐壓100V,導阻3.2mΩ的增強型氮化鎵開關管、1顆100V半橋驅動器以及若干電容電阻,可極大地簡化系統BOM,減少占板面積高達73%。
ISG3202經過優化功率回路設計,可支持高達5MHz開關頻率,具有高效率和低EMI,內置智能自舉開關保證高邊/低邊驅動電壓一致,內置多種保護機制確保系統可靠性。同時ISG3202還內置了VCC/BST 電容,能夠極大簡化系統成本;并具備傳輸延遲更短(14ns),延遲匹配更好,VCC靜態電流更低等優勢。
英諾賽科ISG3204LA
英諾賽科ISG3204是一款柵極驅動器的2.4mΩ 100V半橋GaN功率芯片,隸屬SolidGaN系列,采用緊湊的5mm×6.5mm LGA封裝。封裝內包含兩顆高性能GaN FET、驅動器,提供緊湊、高效的GaN功率解決方案,主要應用于電機驅動。
ISG3204 提供兩個邏輯輸入,用于控制高端和低端GaN FET,以實現最大靈活性。分離的驅動器輸出允許獨立調節導通和關斷強度,優化電磁干擾和效率。
ISG3204 具有輸入互鎖功能和內部自適應防直通保護電路,確保即使在接近零死區時間的情況下也不會出現同時導通。ISG3204內置全面的保護功能,包括主動Bootstrap(BST)電壓控制,防止過充電并確保穩定的柵極驅動電壓,VCC 和 BST 均有獨立的欠壓鎖定(UVLO)和過壓鎖定(OVLO),以及過溫保護。
英諾賽科ISG3206LA
ISG3206是一款內置100V耐壓,導阻5.5mΩ的半橋GaN功率模塊,隸屬SolidGaN系列,封裝于小巧的5×6.5mm LGA 封裝中。封裝內包含兩顆高性能增強型氮化鎵(GaN)場效應晶體管(FET)、驅動器、柵極電阻以及驅動器供電電容,為行業提供了緊湊且高效的氮化鎵功率解決方案。
ISG3206 配備兩個邏輯輸入端,用于控制高側和低側氮化鎵(GaN)場效應晶體管(FET),從而實現最大程度的靈活性。分離的驅動器輸出端允許獨立調節導通和關斷強度,從而在電磁干擾(EMI)和效率方面達到優化。
ISG3206 具有輸入互鎖功能和內部自適應防止直通保護電路,確保即使在接近零死區時間的情況下,也不會出現輸出同時導通的情況。產品內置全面的故障保護功能,包括用于防止過充電并確保穩定柵極驅動電壓的主動自舉(BST)電壓控制,針對 VCC 和 BST 的獨立欠壓鎖定(UVLO)和過壓鎖定(OVLO),以及過熱保護功能。
1、功率密度創新高!英諾賽科發布革命性合封GaN功率IC
2、豐富氮化鎵生態,英諾賽科多款氮化鎵合封芯片介紹,覆蓋高低壓多款產品
3、簡化低壓氮化鎵應用,英諾賽科推出高集成小體積半橋氮化鎵功率芯片ISG3201
TI 德州儀器
德州儀器LMG5200
德州儀器LMG5200集成了80V、10A驅動器和GaN半橋功率級,采用增強模式氮化鎵(GaN)FET提供了一套集成功率級解決方案。該器件包含兩個80V GaN FET,它們由采用半橋配置的同一高頻GaNFET驅動器提供驅動。
GaN FET 在功率轉換方面的優勢顯著,因為其反向恢復電荷幾乎為零,輸入電容CISS也非常小。所有器件均安裝在一個完全無鍵合線的封裝平臺上,盡可能減少了封裝寄生元件數。LMG5200器件采用6mm×8mm×2mm無鉛封裝,可輕松安裝在PCB上。
該器件的輸入與TTL邏輯兼容,無論VCC電壓如何,都能夠承受高達12V的輸入電壓。專有的自舉電壓鉗位技術確保了增強模式GaNFET的柵極電壓處于安全的工作范圍內。
該器件配有用戶友好型接口且更為出色,進一步提升了分立式GaNFET的優勢。對于具有高頻、高效操作及小尺寸要求的應用而言,該器件堪稱理想的解決方案。與TPS53632G 控制器搭配使用時,LMG5200能夠直接將48V電壓轉換為負載點電壓(0.5-1.5V)。
德州儀器LMG2100R026
德州儀器LMG2100R026是一款93V連續100V脈沖式53A半橋GaN功率級,具有集成柵極驅動器和增強模式氮化鎵 (GaN) FET。該器件包含兩個 GaN FET,采用半橋配置,由一個高頻 GaN FET 驅動器驅動。
該器件在功率轉換方面的優勢極為顯著,企反向恢復為零,而且輸入電容 CISS 和輸出電容
COSS都非常小。驅動器和兩個 GaN FET 均安裝在一個完全無鍵合線的封裝平臺上,盡可能減少了封裝寄生元件數。LMG2100R026 器件采用 7.0mm × 4.5mm ×0.89mm 無鉛封裝,可輕松安裝在PCB上。
無論VCC電壓如何,TTL 邏輯兼容輸入均可支持3.3V 和 5V 邏輯電平。專有的自舉電壓鉗位技術確保了增強模式 GaN FET 的柵極電壓處于安全的工作范圍內。
該器件配有用戶友好型接口且更為出色,進一步提升了分立式 GaN FET 的優勢。對于需要小尺寸、高頻、高效運行的應用來說,該器件是理想的解決方案。
德州儀器LMG2100R044
德州儀器LMG2100R044是一款集成90V、100V脈沖、35A的半橋功率級,集成了柵極驅動器和增強型氮化鎵(GaN)場效應管(FET)。該器件由兩個100V GaN FET和一個高頻90V GaN FET驅動器組成,配置為半橋結構。
GaN FET在功率轉換方面具有顯著優勢,因為它們沒有反向恢復且具有非常小的輸入電容CISS和輸出電容COSS。所有器件均安裝在一個完全無鍵合線的平臺上,極大地減少了封裝寄生元素。LMG2100R044器件采用5.5mm × 4.5mm × 0.89mm的無鉛封裝,易于安裝在PCB上。
與TTL邏輯兼容的輸入可以支持3.3V和5V邏輯電平,而不受VCC電壓的影響。專有的自舉電壓鉗位技術確保增強型GaN FET的柵極電壓在安全的操作范圍內。
該器件通過提供更用戶友好的接口,擴展了離散GaN FET的優勢。它是需要高頻率、高效率操作且占用空間小的應用的理想解決方案。
1、德州儀器推出新一代的氮化鎵技術,助力提升光伏逆變器設計性能
2、功率密度創新高!英諾賽科發布革命性合封GaN功率IC
3、單芯片高集成,內置6顆GaN,TI為高速吹風機推出氮化鎵功率模塊
充電頭網總結
氮化鎵技術可降低開關損耗與導通阻抗,提高效率、減少發熱,使快充充電器體積大幅減小。合封芯片集成度更高,能將原本需兩三顆芯片實現的功能集于一顆芯片簡化,設計,吸引眾多廠商投入研發。
上述企業推出的半橋氮化鎵功率芯片可顯著提升轉換效率、縮小適配器和電路體積,減少能源浪費。其高頻高效的特性,助力電子設備實現更高效的供電以及驅動效果,契合當下節能環保與高效設計趨勢。
1、市面上的常用半橋氮化鎵芯片都有哪些?這里告訴你!
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