窒化ガリウム (GaN) 電力段

あらゆる電力レベルに対応する TI の GaN パワー デバイス製品ラインアップで、電力密度と効率を最大化

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複数のゲート ドライバを内蔵した GaN (窒化ガリウム) FET と各種 GaN パワー デバイスで構成された TI のファミリは、寿命、信頼性、およびコストに関する利点を実現する非常に効率的な GaN ソリューションに役立ちます。GaN トランジスタのスイッチング速度は、シリコン MOSFET より明らかに高速なので、スイッチング損失を低減できる可能性が高くなります。TI の GaN 電力段は、通信、サーバー、モーター ドライブ、ノート PC のアダプタ、電気自動車 (EV) 向けのオンボード チャージャなど、幅広いアプリケーションで使用できます。

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LMG3624
窒化ガリウム (GaN) 電力段

ドライバと保護機能と電流センシング機能内蔵、650V、170mΩ、GaN FET

概算価格 (USD) 1ku | 2.65

LMG2650
窒化ガリウム (GaN) 電力段

ドライバと保護機能と電流センシング機能内蔵、650V、95mΩ、GaN ハーフブリッジ

概算価格 (USD) 1ku | 6.9

LMG3426R050
窒化ガリウム (GaN) 電力段

ドライバと保護機能とゼロ電圧検出機能内蔵、600V、50mΩ の GaN FET

概算価格 (USD) 1ku | 6.75

LMG2100R044
窒化ガリウム (GaN) 電力段

ドライバと保護機能内蔵、100V、4.4mΩ、ハーフブリッジ GaN FET

概算価格 (USD) 1ku | 3.25

LMG3426R030
窒化ガリウム (GaN) 電力段

ドライバと保護機能とゼロ電圧検出機能内蔵、600V、30mΩ の GaN FET

概算価格 (USD) 1ku | 11.844

LMG3100R017
窒化ガリウム (GaN) 電力段

ドライバ内蔵、100V、1.7mΩ の GaN FET

概算価格 (USD) 1ku | 4.9

TI の GaN テクノロジーの利点

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ディスクリート GaN FET より高速なスイッチング速度

ドライバを内蔵した TI の各種 GaN FET は、150V/ns のスイッチング速度 (スルーレート) を実現できます。これらのスイッチング速度と低インダクタンスのパッケージを組み合わせると、損失の低減、クリーンな (ノイズの少ない) スイッチング、リンギングの最小化を実現できます。

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磁気素子の小型化、電力密度の向上

TI の各種 GaN デバイスを採用すると、スイッチング速度 (スルーレート) を高め、500kHz 超過のスイッチング周波数を実現することができます。その結果、磁気素子の最大 60% 小型化、性能の向上、システム コストの削減が可能になります。

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信頼性を重視して製作済み

TI の各種 GaN デバイスは、独自の GaN on Si (ノーマリー オフかつ安価なシリコン ウェハー上に GaN 回路を形成するので、高額なサファイア ウェハーが不要) プロセスを通じ、高電圧システムの安全性を維持できる設計を採用しており、信頼性試験で 4,000 万時間を上回る長さを達成しているほか、複数の保護機能も搭載しています。

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専用の設計ツールとリソース

TI の GaN 設計リソースを活用すると、開発期間を短縮できます。該当するのは、電力損失カリキュレータ、回路シミュレーション向けの各種 PLECS モデル、より規模の大きいシステム内でのテストと動作に適した評価ボードなどです。

GaN の利点

GaN テクノロジーについて

シリコンのみをベースとする従来のソリューションに比べて、GaN は、より高い電力密度、より信頼性の高い動作、効率の向上を実現しています。TI のテクノロジー ページをご覧になると、パワー トランジスタ テクノロジーとしての GaN の詳細習得、主な GaN アプリケーションの確認、TI の顧客からの意見の参照、TI の GaN 製品を活用して次期電源設計の重量、サイズ、コストを最小化する方法の把握を進めることができます。

開発中の設計に役立つ各種ツールとリソース

お客様の設計を支援し、開発中アプリケーションに最適なデバイスを選定しやすくなるように、TI は多数のリソースを公開しています。TI の電力損失計算ツールを使用すると、開発ユーザーが指定したパラメータに基づいて、選択したデバイスの電力損失を表示し、製品の選定を進めることができます。TI の PLECS モデルを使用すると、GaN デバイスの動作をシミュレートして FET の接合部温度を推定し、ターンオン期間のスルーレートを調整することができます。TI のハーフ ブリッジ評価ドーター カードは、より規模の大きいシステム内でのテストと動作にも使用できます。

技術リソース

アプリケーション・ノート
アプリケーション・ノート
Thermal Performance of QFN12x12 Package for 600V, GaN Power Stage (Rev. A)
熱管理は、大電力の設計の成否を左右する可能性があります。TI の QFN 12 x 12 パッケージは、さまざまなアプリケーションで優れた性能を発揮できる設計を採用しています。パッケージの詳細と、熱設計を最適化する方法に関するヒントをご覧ください。
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ホワイト・ペーパー
ホワイト・ペーパー
Direct-drive configuration for GaN devices (Rev. A)
TI の dMode (デプリーション モード) GaN デバイス ファミリは、カスコードなしでノーマリー オフ動作を実現できます。ダイレクト ドライブ アーキテクチャとその利点を解説しています。
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アプリケーション・ノート
アプリケーション・ノート
Third quadrant operation of GaN
GaN の第 3 象限動作の詳細や、デッドタイム損失を最小化するために必要な情報を解説しています。
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設計と開発に役立つリソース

リファレンス・デザイン
GaN ベース、11kW、双方向、3 相 ANPC (アクティブ中性点クランプ型) のリファレンス・デザイン

このリファレンス・デザインは、GaN (窒化ガリウム) をベースとする 3 レベルの 3 相 ANPC (アクティブ中性点クランプ型) インバータ電力段を実装するための設計テンプレートを提示します。高速スイッチング・パワー・デバイスを使用すると、100kHz を上回る高周波数でパワー・デバイスのスイッチングを実施できます。この場合、フィルタで使用する磁気素子のサイズを小型化し、電力段の電力密度を高めることができます。マルチレベル・トポロジ採用により、600V 定格のパワー・デバイスを、最大 1,000V というそれより高い DC (...)

リファレンス・デザイン
C2000 と GaN を使用する 4kW 単相トーテムポール PFC のリファレンス・デザイン
このリファレンス・デザインは、F280049/F280025 制御カードと LMG342x EVM ボードを備えた、4kW CCM トーテムポール PFC です。この設計は、堅牢な PFC ソリューションをデモンストレーションします。コントローラを MOSFET レッグの中間に接地することで、絶縁型電流センスを回避することができます。非絶縁型のため、高速アンプ OPA607によって AC 電流センスを実装でき、信頼できる過電流保護を実現します。この設計では、効率性、熱画像、AC ドロップ、雷サージ、EMI CE (...)
リファレンス・デザイン
GaN ベース、6.6kW、双方向 オンボード・チャージャのリファレンス・デザイン
PMP22650 リファレンス・デザインは、6.6kW の双方向オンボード・チャージャを提示します。このデザインは、同期整流機能付きの 2 相トーテムポール PFC とフル・ブリッジ CLLLC コンバータを搭載しています。CLLLC は周波数変調と位相変調の両方を活用し、必須のレギュレーション範囲全体で出力のレギュレーションを実施します。このデザインは TMS320F28388D マイクロコントローラの内部にある単一のプロセッシング・コアを使用して、PFC と CLLLC の両方を制御します。同期整流機能は、同じマイクロコントローラに Rogowski (...)

窒化ガリウム (GaN) 電力段 関連の各種リファレンス・デザイン

セレクションツールを使用すると、お客様のアプリケーションやパラメータに最適なリファレンス・デザインをご覧いただけます。