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结合TI GaN FETs与C2000实时MCU 实现高效率的数码电源系统

  • 李佳玲台北

服务器与电信电源供应器便是可从使用GaN中获益的市场范例。数码通讯基础架构市场持续成长,部分预期机架式服务器市场将在接下来五年内增为两倍,超大规模数据中心则会以将近20%的年复合成长率成长。

快速成长也带来不断增加的效率、功率密度与瞬态回应要求。GaN FET大幅改善切换损耗与高功率密度,可帮助解决成长市场中因体积增加所带来的技术挑战。

本白皮书将探索含整合式驱动器的TI GaN FET与TI C2000实时MCU功能的独特定位,以处理电力电子设计人员在开发现代电源转换系统时所面临的问题。

GaN为电力电子市场带来革命

GaN技术虽已显示许多潜在优点,但您可能对其实用性还存在一些合法疑虑。虽然一般人普遍认为GaN FET是新科技,但此技术其实已存在超过20年。成本、保护与可靠性都是影响GaN使用的原因,TI的GaN装置系列特别针对这些问题加以处理。

成本

TI GaN FET采用矽基氮化镓程序,并运用现有TI处理技术节点。我们不仅能够避免使用碳化矽或蓝宝石等昂贵的基板,更可运用我们多年在矽晶技术的专业。TI的开发、测试与封装都在内部执行,目前让GaN能够具成本竞争力,之后成本更可进一步下降。

保护

TI的GaN技术提供丰富诊断与自我保护功能。GaN FET可自动侦测并处理过电流、短路、过低电压与过热情况。将这些情况同时通报给MCU可对控制演算 法进行修正,以避免再次发生。

可靠性

TI已为其GaN装置纪录超过4千万装置可靠时数, 此外10年寿命间的失效率<1。除了固有可靠性测试外,我们的GaN装置暴露在最严苛的切换环境下,并完成5-GW小时的应用中压力测试。

TI GaN装置将FET驱动器与GaN FET整合在单一 封装中,可解决成本、保护及可靠性问题。 透过快速切换,TI GaN FET 2.2-MHz整合式闸极驱动器可提供的功率密度为矽晶的两倍,同时可实现99%效率。此技术可在AC/DC应用中提供最低损耗及最高效率。

此外,整合式高速保护及数码温度通报功能可为电源供应单元(PSU)提供主动式电源管理与温度监控。TI技术拥有这麽多独特优点,也让GaN的使用因此成真。欲进一步了解TI上述技术详细,请至TI在线资源查询了解。