纳维教育推出具有MHz切换功能的GaN半桥集成电路

在电力电子领域，当今最全面的变化之一是宽带隙半导体的普及。碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）等新材料取代了传统的硅FET，帮助工程师在电源电路中实现更高的性能、效率和可靠性。

尽管这些材料有好处，但该领域仍相对年轻，仍需要大量成熟。今天，纳维半导体宣布推出新的基于GaN的半桥集成电路解决方案，以应对其中的一些挑战。

 

纳维教育发布了一个新的半桥GaN器件系列。图像由纳维半导体提供

All About Circuits有机会与纳维半导体公司营销高级总监卢埃林·沃恩·埃德蒙兹（Llewellyn Vaughan Edmunds）交谈，直接了解新产品。
 

GaN与集成需求

在新兴的宽带隙半导体中，GaN是最令人兴奋的之一。也就是说，GaN提供了一种具有较少寄生、低R的器件结构_{DS（打开）}，固有地更快的开关速度，以及比其硅等效物更高的击穿电压。

然而，由于其独特的性质和速度，GaN可能相当难以驱动和控制。正因为如此，要优化GaN的工作，通常需要专门为GaN开发的专用栅极驱动器IC，包括适当的电路设计，如电源布线、栅极环路布线和去耦。这里，实现这种高性能的最佳方式是通过在同一IC上集成栅极驱动器和GaN FET。

Vaughan Edmunds表示：“纳维教育与其他GaN公司的区别在于，我们将栅极驱动器与功率级集成在一起。”。“这不仅有助于你更快地切换，还可以调节和保护GaN上非常敏感的栅极，这有可靠性问题。但如果你能把这个驱动器和栅极驱动器放在一起，那就完全可以了。”

然而，对集成的需求并不止于此。将GaN驱动器和GaN FET集成到单个IC上有助于解锁单器件开关应用的最大性能，但在实践中，电力电子设备通常依赖于一个以上FET的操作。

具体而言，两晶体管半桥拓扑结构是电力电子中最通用的拓扑结构之一，可用于电机驱动器和逆变器等应用。在这里，与其他地方一样，只有通过更高级别的集成才能解锁最大性能。

 

纳维教育的半桥氮化镓解决方案

今天，纳维半导体宣布推出新的全集成半桥GaN IC系列，解决了这些问题。该公司表示，该设备将这类设备从kHz领域转移到MHz开关频率。

Vaughan Edmunds开始告诉我们：“半桥是电力电子领域的一个基本块。因此，纳维教育所做的就是将两个开关放在这个单封装解决方案中，一个6x8 PQFN、低电感、行业标准封装。”

 

NV6247的简化示意图。图像由纳维半导体提供

 

旗舰NV6247突出了这一新系列，据说通过将半桥集成到单个IC上，它受益匪浅。具体而言，告诉告诉我们，与离散解决方案相比，他们能够实现更快的速度、更高的可靠性和整体更好的性能。除此之外，与离散解决方案相比，半桥的集成能够显著降低BOM和设计复杂性。

Vaughan Edmunds进一步解释了集成的好处，他说半桥的集成会减少电路、电路、PCB、空间和所需组件的数量。

 

高度集成减少了占地面积，但也提高了性能。图像由纳维半导体提供

 

他说：“通过切换到半桥，您可以将所有组件减少60%以上，占地面积减少60%以上。现在，您可以完全集成所有组件。”。

 

“当你以离散的方式切换这些设备时，会有很多噪音，这会影响可靠性和栅极性能。通过集成所有东西，你可以在电路中采用非常高效、平滑的切换方式。所以关键是集成。集成意味着高速。”

 

NV6247的额定电压为650伏，160米Ω （双），但GaNSense半桥IC系列包括第二个器件NV6247C，其额定功率为275米Ω （双重）。两种芯片均采用工业标准6x8mm PQFN封装。

NV6247现已投入生产，而NV6245C正在进行抽样以选择客户。该公司表示，NV6245C将于2022年第四季度向所有客户广泛提供生产。更多信息请参阅纳维教育的申请说明AN018。

 

行业影响是什么？

GaN仍然是一项新兴技术，因此有很大的增长和改进空间。凭借Navtias的新集成半桥GaN器件系列，该公司似乎正在朝着正确的方向推动该领域的发展，为设计工程师带来更高的性能和更简单的设计。