技术前沿:德州仪器加快氮化镓技术的推广应用

在德州仪器不断推出的“技术前沿”系列博客中,一些TI最优秀的人才讨论当今最大的技术趋势以及如何应对未来挑战等问题。

相较于先前使用的硅晶体管,氮化镓(GaN)可以让全新的电源应用在同等电压条件下以更高的开关频率运行。这意味着在相同条件下,GaN可实现比基于硅材料的解决方案具有更高的效率。

TI日前发布了LMG5200,随着这款全集成式原型机的推出,工程师能够轻松将GaN技术融入到电源解决方案中,从而进一步突破对常规功率密度预期的限值。基于数十年的电源测试专业知识,TI已对GaN进行了数百万小时的加速测试,并建立了一个能够实现基于GaN电源设计的生态系统。

利用TI的GaN电源

GaN将在功率密集的地方找到用武之地。因为它能够在保持或提升效率的同时,使电源更小巧。目前,GaN正被设计用于电子电源,电子电源将电力在交流和直流形式之间进行转换,改变电压电平并执行多种功能,以确保清洁电力的可用性。对于某些产品来说,GaN与性能直接相关,它所发挥的作用只取决于不同的应用。

这种技术能够影响到您插入到墙上电源插座中的任何设备,例如个人电脑适配器、音频/视频接收器和数字电视。插墙式适配器占用了很多空间且不太美观,而它们因发热所浪费的电量也不可小视。GaN可以在很大程度上缓解这些问题,并节省电费。

在音频应用中,性能会被无意中传入音频信号的电噪声所影响。GaN的较低电容可通过最大程度地减小寄生振铃并优化转换次数来将失真降到最低,从而有助于尽可能地减少噪音。

在数据中心和服务器中,GaN减少了为云端供电的电源损耗。此外,GaN在缩小电源解决方案尺寸方面所具有的能力将腾出空间供更多处理器、存储器或存储使用。

对于那些专注于网络交换设备电信电源的客户而言,他们也有着同样的顾虑。研发全新的更高电压架构以降低配电损耗并充分利用GaN实现更低电压的一步转换是目前行业发展的趋势,而之前在相似的硅材料解决方案中,这种转换的效率并不高。例如,在基站中,客户可以通过保持标准48伏的电压并将该电压直接转换成数字电路所需的电压电平来降低功率损耗。目前常见的架构则会先将电源电压从48伏降到12伏,然后进一步将电压降至数字电路所需的电压电平。现在,客户可以使用更少的转换器,从而减少功率损耗。

在未来的几年里,GaN在提供更大输出功率的同时减小适配器尺寸。随之而来的将是便于携带,同时也支持更高容量电池的插墙式适配器,这些大容量电池可支持更长的运行时间,以及为更大/效果更佳的显示器供电。

客户将会把TI的产品用于多种汽车、工业和无线充电产品,并为它们提供更多的性能。TI还在与军事和航天客户进行接洽,探讨宽温度范围和辐射方面的应用。

TI还将开发新型转换器、电机驱动器和系统。

LMG5200的与众不同之处

LMG5200原型机由一个高频驱动器和两个半桥配置的GaN场效应晶体管组成,这一切都采用了易于使用的四方扁平无引线(QFN)封装,并且能帮助电源设计人员迅速发挥这种材料的真正优势。

为了给GaN创造广阔的市场发展空间,TI致力于帮助客户简化这款产品的使用性,并优化其性能。我们深知,TI必须另辟蹊径。通过将GaN FET与高性能驱动器进行共同封装,我们能够在一个模块中提供不可思议的性能。

TI也力求使GaN设备更加智能。我们一直努力让设备变得更智能,以降低解决方案的复杂性,让我们的客户能够专注于那些能够实现最大价值的领域。为此目的,TI推出了LMG5200,使客户能够将GaN轻松融入到电源解决方案中,并充分利用GaN所具有的优势。

这一技术的发展将永无止境,这也将帮助客户找到创造性的方式让设备变得更加高效,并迫使我们换种思路考虑问题。TI将系统组件与行业专业知识很好地融合在一起,为我们在这一领域取得成功提供了保障。同时,TI也正针对电源应用领域加速采用并推广具有合适封装方式、高性能和高可靠性的GaN技术,从而为其提供更广阔的市场发展空间。

相关链接:

-        通过GaN的承诺推进电源解决方案

-        了解更多关于业界首款80-V半桥GaN场效应管模块的信息

原文链接:

http://e2e.ti.com/blogs_/b/thinkinnovate/archive/2015/03/13/on-the-fringe-ti-accelerates-adoption-of-gan

  • TI把驱动,保护和GaN集成是一个好的尝试,但从我们之前的试用效果看,GaN的速度过快导致EMI很难整,有些级联型GaN连调节外部驱动电阻都没多大效果。另外成本还太高,封装各个厂家都不兼容,对于电源厂家实在不是个成熟器件。而且把驱动和半桥上下管都集成到8*8mm内,下一步怎么走,这个封装还能做到更低的Ron吗?

  • TI真是科学前沿技术领航者,能够把GaN进行了数百万小时的加速测试,并建立了一个能够实现基于GaN电源设计的生态系统。在适配器、电源开关、音频应用、数据中心和服务器等方面的应用,为GaN创造广阔的市场发展空间,TI致力于帮助客户简化这款产品的使用性,并优化其性能;TI能够通过将GaN FET与高性能驱动器进行共同封装,我们能够在一个模块中提供不可思议的性能。

  • TI也力求使GaN设备更加智能。我们一直努力让设备变得更智能,以降低解决方案的复杂性,让我们的客户能够专注于那些能够实现最大价值的领域。为此目的,TI推出了LMG5200,使客户能够将GaN轻松融入到电源解决方案中,并充分利用GaN所具有的优势。

    TI在芯片上采用最新的技术,gan材料,使得产品更加低功耗,可靠稳定,支持ti。

  • 相较于先前使用的硅晶体管,氮化镓(GaN)可以让全新的电源应用在同等电压条件下以更高的开关频率运行,TI应用GaN开发的产品广泛应用到音频应用、数据中心和服务器、于网络交换设备电信电源、适配器、汽车、工业和无线充电产品,帮助客户找到创造性的方式让设备变得更加高效。