[经验]

什么是氮化镓功率芯片？

陈丽

2023-6-15 14:17:56

1415 氮化镓

氮化镓(GaN)功率芯片，将多种电力电子器件整合到一个氮化镓芯片上，能有效提高产品充电速度、效率、可靠性和成本效益。在很多案例中，氮化镓功率芯片，能令先进的电源转换拓扑结构，从学术概念和理论达到行业标准，成为落地量产设计的催化剂

氮化镓芯片是提高整个系统性能的关键，是创造出接近“理想开关”的电路构件，即一个能将最小能量的数字信号，转化为无损功率传输的电路构件。

纳微半导体利用横向650V eMode硅基氮化镓技术，创造了专有的AllGaN™工艺设计套件（PDK），以实现集成氮化镓 FET、氮化镓驱动器，逻辑和保护功能于单芯片中。该芯片被封装到行业标准的、低寄生电感、低成本的 5×6mm 或 6×8mm QFN 封装中，用于交流电或400V 直流电的输入应用。

无论是“全桥”还是“半桥”电路设计，纳微 GaNFast 氮化镓功率芯片都能够支持。GaNFast 氮化镓功率芯片具备适用性极强的功率范围和功能，能覆盖移动快速充电器，数据中心、消费市场、可再生能源和电动车/电动交通工具等市场，从几十瓦，到上千瓦的各种应用，这款功率芯片都能应付自如。

半桥电路是电力电子行业的基本拓扑结构，从智能手机充电器到电动汽车的所有领域，都具有适用性。高频开关可以让磁性元件和其他无源元件尺寸缩小，成本和重量因此大幅减少，同时能提供更快的充电体验。然而在半桥电路中，在这样高频率下向浮动的高压侧开关提供电源和信号，一直是业界无法实现的。因为硅器件的开关速度太慢，而且存在驱动器和 FET 之间的寄生阻抗、高电容硅 FET 以及性能不佳的电频转换器/隔离器，导致了硅器件无法做到更高的频率。氮化镓半桥电源芯片包含关键的驱动、逻辑、保护和电源功能，消除了传统半桥解决方案中相关的能量损失、成本过高和设计复杂的问题。

纳微推出的世界上首款氮化镓功率芯片同时能提供高频率和高效率，实现了电力电子领域的高速革命。

氮化镓功率芯片可以使充电器的充电速度提高 3 倍，但体积和重量只有传统硅器件充电器的一半。或者在不增加体积或重量的情况下，提高充电器 3 倍的充电功率。