GaN: Superemos los límites de la densidad de potencia y la eficiencia
Diseñe sistemas más rápidos y refrigerados, con un menor consumo energético y que ocupen menos espacio
¿Qué es el nitruro de galio (GaN)?
El nitruro de galio (GaN) es un semiconductor de banda ancha que permite una mayor densidad de potencia y un mejor rendimiento que los transistores de efecto de campo semiconductores de óxido metálico de silicio (MOSFET) y los transistores bipolares de compuerta aislada (IGBT) tradicionales. El GaN procesa la electricidad con más eficacia que las soluciones de silicio puro, reduce la pérdida de potencia en los transformadores de corriente en un 80 % y minimiza la necesidad de componentes de refrigeración adicionales. El GaN permite diseñar sistemas más pequeños y ligeros al incorporar más potencia en un espacio más reducido.
La próxima revolución en electrónica de potencia ya está en marcha
Revolucione su sistema de alta tensión con GaN de TI. Vea cómo nuestra tecnología GaN permite a los ingenieros reducir el tiempo de comercialización de los diseños de conversión de alta tensión y, al mismo tiempo, disminuir los costos del sistema y el impacto medioambiental.
Ventajas de nuestra tecnología GaN
Velocidades de conmutación más rápidas y mayor eficiencia
Nuestros FET de GaN con controladores integrados pueden alcanzar velocidades de conmutación de 150 V/ns. Estas velocidades de conmutación, combinadas con un encapsulado de baja inductancia, nos permiten reducir las pérdidas y conseguir una conmutación limpia con un sobreimpulso minimizado.
Menor magnetismo, mayor densidad de potencia
Nuestros dispositivos GaN permiten velocidades de conmutación más rápidas, que pueden ayudarlo a alcanzar frecuencias de conmutación de más de 500 kHz. Esto se traduce en una reducción del magnetismo de hasta el 60 %, un mayor rendimiento y una reducción de los costos del sistema.
Diseñado para la confiabilidad
Nuestros dispositivos GaN están diseñados para mantener la seguridad de los sistemas de alta tensión gracias a un proceso GaN-on-Si patentado, más de 40 millones de horas de pruebas de fiabilidad y diversas funciones de protección.
Herramientas y recursos de diseño específicos
Acorte el tiempo de comercialización con nuestros recursos de diseño de GaN, que incluyen calculadoras de disipación de potencia, modelos PLECS para simulación de circuitos y placas de evaluación para pruebas y funcionamiento en sistemas más grandes.
Descubra aplicaciones destacadas
Alcance los estándares 80 Plus® Titanium con una eficiencia energética total del 96.5 % y una densidad de potencia superior a 100 W/pulg^3 con nuestra tecnología GaN
Diseñe sistemas de telecomunicaciones y servidores que admitan almacenamiento, aplicaciones basadas en la nube, potencia informática central y más, con nuestros dispositivos GaN. Con el fin de ayudarlo a cumplir sus requisitos de diseño en materia de eficiencia energética, nuestros diseños pueden alcanzar los estándares 80® Plus Titanium y permitir eficiencias de corrección del factor de potencia (PFC) superiores al 99 %.
Beneficios
- >Eficiencia del 99 % gracias al GaN en una topología PFC sin puente polo tótem
- Frecuencias de conmutación de >500 kHz en convertidores CC/CC aislados, lo que reduce la carga magnética
- Los controladores de compuerta integrados reducen las pérdidas parásitas y facilitan el diseño del sistema
Recursos destacados
- PMP23069 – Diseño de referencia PFC monofásico sin puente de 3 kW y 180 W/in3 con entrada máxima de 16 A
- PMP23126 – Diseño de referencia de puente completo con desplazamiento de fase de 3 kW con abrazadera activa con
- PMP40988 – Diseño de referencia PFC bifásico de frecuencia variable, ZVS, 5 kW, basado en GaN y polo tótem
- LMG3422R030 – GaN FET de 600 V y 30 mΩ con controlador, protección e informes de temperatura integrados
- LMG3422R050 – GaN FET de 600 V y 50 mΩ con controlador, protección e informes de temperatura integrados
- LMG3411R150 – GaN de 600 V y 150 mΩ con controlador y protección contra sobretensiones ciclo por ciclo integrad
Obtenga más de 1.2 kW/l de densidad de potencia en sistemas bidireccionales de conversión de potencia CA/CC con nuestra tecnología GaN
Desarrolle sistemas alimentados por energía solar y eólica con nuestros dispositivos GaN, con los que podrá diseñar inversores y rectificadores CA/CC e inversores CC/CC más pequeños y eficientes. Con la conversión CC/CC bidireccional habilitada para GaN, puede integrar sistemas de almacenamiento de energía en inversores solares, lo que reduce la dependencia energética de la red.
Beneficios
- Densidad de potencia 3 veces superior (1.2 kW/l) y menor peso que los convertidores CA/CC y CC/CC existentes.
- Las propiedades de conmutación rápida del GaN a 140 kHz aumentan un 20 % la densidad de potencia respecto a los FET de SiC
- Paridad de costos del sistema gracias al menor costo de los componentes magnéticos frente a la topología SiC de 2 niveles
Recursos destacados
- TIDA-010210 – Diseño de referencia de ANPC trifásico bidireccional de 11 kW basado en GaN
- LMG3422R030 – GaN FET de 600 V y 30 mΩ con controlador, protección e informes de temperatura integrados
- LMG3522R030-Q1 – GaN FET de 650 V y 30 mΩ con controlador, protección e informes de temperatura integrados para autom
- LMG3422R050 – GaN FET de 600 V y 50 mΩ con controlador, protección e informes de temperatura integrados
Alta densidad de potencia en vehículos eléctricos con nuestra tecnología GaN
La nueva generación de cargadores de a bordo (OBC) monofásicos de 400 V y convertidores CC/CC de alta a baja tensión para vehículos híbridos y eléctricos utiliza dispositivos de potencia GaN para conmutar a frecuencias más altas y reducir el tamaño de los componentes magnéticos, lo que permite una mayor densidad de potencia en comparación con los OBC de silicio y SiC.
Beneficios
- Densidad de potencia de 3.8 kW/l, lo que implica más potencia que el SiC con el mismo volumen
- >Frecuencia de conmutación de 500 kHz para CLLLC y 120 kHz para PFC
- Eficiencia combinada a nivel de sistema del 96.5 %
- El controlador de compuerta integrado simplifica el diseño del sistema
Recursos destacados
- LMG3522R030-Q1 – GaN FET de 650 V y 30 mΩ con controlador, protección e informes de temperatura integrados para autom
- GaN-Based, 6.6-kW, Bidirectional, Onboard Charger Reference Design – Test report
- Thermal Design and Performance of Top-Side Cooled QFN 12x12 Package – Application note
- POWERSTAGE-DESIGNER – Herramienta de software Power Stage Designer™ de las fuentes de alimentación de modo conmutado más u
Obtenga una mayor eficiencia energética y un factor de forma más compacto en etapas de potencia PFC para calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC) y electrodomésticos con nuestros dispositivos GaN
Los accionamientos eficientes de motor son esenciales para que los electrodomésticos y los sistemas de climatización cumplan las estrictas normas energéticas de todo el mundo. Nuestras carteras de etapas de potencia GaN y módulos de alimentación inteligentes (IPM) tienen una mayor eficiencia en comparación con los IGBT y MOSFET, lo que reduce el tamaño y el costo del sistema.
Beneficios
- La reducción de las pérdidas de conmutación da como resultado etapas de potencia con un rendimiento del >99 %
- Su tamaño compacto y la posibilidad de refrigeración reducen de forma natural el tamaño y el costo del diseño
- Acústica mejorada con frecuencias de conmutación más altas de hasta 60 kHz y menor tiempo muerto
Recursos destacados
- TIDA-010273 – Diseño de referencia de inversor de motor de 250 W
- TIDA-010203 – Diseño de referencia PFC de polo tótem monofásico de 4 kW con C2000 y GaN
- TIDA-010236 – Diseño de referencia de PFC de tótem GaN de 4 kW para electrodomésticos
- DRV7308 – Módulo de alimentación inteligente (IPM) de nitruro de galio (GaN) trifásico integrado de 650 V y 20
- LMG3422R030 – GaN FET de 600 V y 30 mΩ con controlador, protección e informes de temperatura integrados
- LMG3422R050 – GaN FET de 600 V y 50 mΩ con controlador, protección e informes de temperatura integrados
Desarrolle soluciones de CA/CC que reduzcan el tamaño y logren una eficiencia superior al 95 % del sistema, lo que simplifica el diseño térmico
Nuestros dispositivos GaN de baja potencia integrados aportan ventajas en cuanto a densidad de potencia y eficiencia a aplicaciones que los consumidores utilizan a diario, como adaptadores de teléfonos móviles y portátiles, fuentes de alimentación para televisores y tomas de pared USB.
Beneficios:
- Eficiencia del sistema de >95 %
- Reduzca los tamaños de las soluciones de CA/CC de consumo hasta en un 50 %
- La detección de corriente integrada permite una mayor eficiencia y reducir el tamaño de la placa de circuito impreso
Recursos destacados
- TIDA-050074 – Diseño de referencia del adaptador USB‑C PD3.0 USB basado en GaN de 140 W
- TIDA-050072 – Diseño de referencia del adaptador USB‑C PD3.0 USB basado en GaN de 65 W
- PMP22244 – USB Tipo C® de retorno de alta densidad de fijación activa de 60 W con diseño de referencia de GaN
- LMG3622 – FET de GaN de 650 V y 120 mΩ con controlador, protección y detección de corriente integrados
- LMG3624 – Transistor de efecto de campo (FET) de GaN de 650 V y 170 mΩ con controlador, protección y detección
- LMG2650 – Medio puente de GaN de 650 V y 95 mΩ con controlador, protección y detección de corriente integrados
- Maximize System Efficiency With Integrated Current Sensing From TI GaN – Application brief
- The benefits of low-power GaN in common AC/DC power topologies – Technical article
Casos de éxito de clientes
Descubra qué opinan nuestros clientes sobre la tecnología GaN de TI y cómo les está ayudando a conseguir diseños de alta tensión más pequeños, fiables y eficientes.
Chicony Power
"El GaN está introduciendo cambios revolucionarios en los diseños de fuentes de alimentación. Sus características de conmutación de alta frecuencia y su menor impedancia de línea son factores clave para mejorar la eficiencia y reducir el tamaño de los productos de fuentes de alimentación, lo que se traduce en una reducción significativa del consumo de energía y del uso de materiales en los productos de fuentes de alimentación y abre nuevas oportunidades para los conceptos de diseño respetuosos con el medio ambiente de Chicony Power".
- Yang Wang | Chicony Power, vicepresidente de I+D
LITEON
"LITEON ha superado los retos de desarrollar la nueva generación de fuentes de alimentación para servidores de gama alta con el mejor equipo de I+D y las tecnologías de materiales más avanzadas. LITEON ha ganado ventaja y ha cumplido los requisitos de ahorro energético de los centros de datos gracias a las soluciones GaN de TI".
- Todd Lee | LITEON Technology, director sénior de I+D, plataforma y solución de infraestructura en la nube
Delta
quot;La aplicación de nitruro de galio (GaN) confluye con la experiencia básica de Delta (Electronics) en electrónica de potencia de alta eficiencia y permite maximizar la densidad de potencia sin afectar negativamente a la eficiencia energética. En última instancia, la tecnología GaN abre la puerta a un nuevo mundo de productos cuya realización no ha sido posible hasta ahora.quot;
- Kai Dong | Delta Electronics, I+D, director de la unidad de negocio de diseño personalizado
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Categorías de productos destacadas
Encuentre su etapa de potencia GaN
Nuestra gama de FET de GaN con controlador y protección integrados puede ayudarle a conseguir una alta densidad de potencia con una fiabilidad de por vida y un costo del sistema inferior al de las soluciones de otros fabricantes.
Módulos de alimentación inteligentes (IPM) de nitruro de galio (GaN)
Nuestra gama de IPM de GaN ayuda a maximizar la eficiencia energética en aplicaciones de accionamiento de motores de alta tensión.
Continúe con su diseño de alta tensión
Diseñar sistemas eficientes de conversión de alta tensión es solo uno de los muchos retos que conlleva trabajar en aplicaciones de alta tensión. Visite nuestra página de tecnología de alta tensión para obtener más información sobre nuestras tecnologías de conversión de energía, medición de corriente y tensión, aislamiento y control en tiempo real, y descubra las ventajas de elegir TI para su próximo diseño de alta tensión.