Power management Gallium nitride (GaN) ICs

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질화 갈륨(GaN): 실리콘 이상의 성능

TI의 GaN 장치 포트폴리오를 통해 모든 전력 레벨에서 전력 밀도와 안정성 극대화

게이트 드라이버 디바이스가 통합된 질화 갈륨(GaN) FET 제품군은 가장 효율적인 GaN 솔루션, 수명 안정성 및 TI의 공급 체인 및 비용 이점을 제공합니다.

가장 효율적이고 안정적인 GaN&

GaN에 대한 TI의 통합 접근 방식은 소형 단일 칩 솔루션, 최적화된 게이트 드라이브 레이아웃으로 인한 높은 효율, 과전류 보호 기능이 통합된 높은 안정성 및 3천만 시간의 디바이스 안정성 시간으로 설계의 용이성을 제공합니다. 150mΩ ~ 50mΩ의 디바이스를 사용하는 모든 애플리케이션에 대한 GaN 솔루션이 있습니다. 

TI GaN 장점

GaN 솔루션 제품군에는 고속 게이트 드라이버, EMI 제어, 과열 및 강력한 과전류 보호 기능이 통합되어 있습니다. 통합 디바이스는
최적화된 BOM 비용, 보드 인덕턴스 및 풋프린트를 제공합니다. TI는 차세대 시스템 요구 사항과 높은 품질 및 안정성 표준을 충족하는 가장 효율적인 통합 질화 갈륨(GaN) 전원 장치를 제조합니다. 

GaN은 이전에 실리콘 MOSFET로는 전혀 불가능했던 높은 속도, 효율, 전력 밀도를 구현함으로써 전력 엔지니어링 세계를 혁신하고 있습니다. 

GaN 고유의 낮은 게이트와 출력 커패시턴스가 게이트 손실과 스위칭 손실을 줄여 효율을 높이는 동시에 MHz 스위칭 주파수 작동을 가능하게 합니다. 실리콘과 달리 GaN은 바디 다이오드가 없습니다. 따라서 역방향 복구 손실이 없으며 효율이 더 높아지고 스위치 노드 링잉과 EMI가 줄어듭니다. 

GaN이란

두 배의 속도, 절반의 손실

통합 드라이버를 갖춘 GaN FET는 업계 최고 슬루율을 지원하여 다른 GaN 솔루션에 비해 절반의 손실을 제공하며, 최소한의 링잉을 위한 깨끗한 스위칭이 가능합니다.

GaN 솔루션 제품군에는 고속 게이트 드라이버, EMI 제어, 초과 온도 및 과전류 보호 기능이 통합되어 있습니다. 통합 디바이스는 최적화된 BOM 비용, 보드 인덕턴스 및 풋프린트를 제공합니다.

 

GaN 스위칭 성능

수명 안정성

TI는 GaN 안정성 분야의 선두 주자로, GaN 디바이스에 대한 3천만 시간 이상의 디바이스 안정성 시간으로 10년 동안 <1개의 FIT 비율을 제공합니다. TI의 내부 안정성 테스트 외에도 GaN을 애플리케이션 내 스트레스 테스트를 위한 가장 혹독한 스위칭 환경에 적용하며 3GHRS를 통해 변환했습니다.

    

TI 공급망 및 비용 이점&

TI의 내부 GaN-on-실리콘 프로세스는 기존의 TI 프로세스 기술 노드를 활용하여 여러 고유의 공급망 및 비용 이점을 제공합니다.  TI의 GaN-on-실리콘 프로세스는 SiC 또는 sapphire와 같은 비 실리콘 기판에 구축된 다른 광범위한 밴드갭 기술과 달리 제조, 조립 및 테스트용 100% 내부 제조 설비를 활용하여 내부적으로 소유한 용량과 최고 수준의 제품 품질을 제공합니다. 

TI의 실리콘 기판을 활용하여 GaN epi를 성장시킬 수 있는 기능은 SiC 또는 sapphire와 같이 일반적으로 사용되지 않는 기판에 비해 확실한 비용 이점을 제공합니다.  실리콘 기판의 비용은 수년에 걸쳐 최적화되었으며, 실리콘 부울을 만드는 데 비교적 저렴한 방법을 사용합니다.  

공급망

TI 제조 공정

전력의 추세

전력 관리는 우리 생활에 전자 제품이 계속해서 녹아들 수 있도록 하는 동력의 중심에 있습니다. 수십 년 동안 TI는 설계에 가장 적합한 전원 장치를 제공하기 위한 새로운 프로세스, 패키지, 회로 설계 기술을 개발하는 데 앞장서 왔습니다. 전원 밀도를 해결하도록 설계된 아래에서 TI의 주요 GaN 디바이스를 확인해 보십시오. 

전력 밀도를 위한 통합 드라이버 보호 기능을 갖춘 GaN FET

GaN FET는 기존 실리콘 FET에 비해 본질적으로 탁월한 성능을 가지고 있어 엔지니어가 전력 설계의 경계를 확장하고 새로운 수준의 성능을 달성할 수 있습니다. AC/DC 어댑터와 같은 컨수머 애플리케이션에서 최대 3상 10kW 컨버터까지 GaN은 이러한 전원 설계의 무게, 크기 및 비용을 줄이고 에너지 소비를 줄입니다. GaN의 고속 스위칭은 오늘날 전원 시스템의 모양을 바꾸고 있어 초슬림형 전원 공급 장치, 모터 드라이브 통합 로봇 같은 시장 추세를 실현하고 차세대 데이터 센터 및 컴퓨팅에서 200% 이상의 전력 밀도를 달성합니다. 

LMG3410R050

드라이버와 보호 기능이 통합된 600V 50mΩ GaN FET 전력 단계

LMG3410R070

600V 70mΩ GaN과 통합 드라이버 및 보호

LMG3410R150

600V 150mΩ GaN과 통합 드라이버 및 과전류 보호

 

컴패니언 제품

 

C2000™ 마이크로 컨트롤러를 사용하면 더 효율적이고 안정적인 고전력 시스템을 만들 수 있습니다. 고주파 전원 애플리케이션을 위해 설계된 강력한 프로세싱 및 프리미엄 작동 기능

다른 고전압 솔루션을 찾고 계신가요?

제대로 찾아 오셨습니다. GaN에서 컨트롤러까지, TI는 높은 효율성, 전원 밀도 및 신뢰성을 제공하는 포괄적인 전원 변환 장치를 통해 더 적은 전원으로 더 많은 일을 할 수 있게 도와줍니다.

주요 질화 갈륨(GaN) 레퍼런스 디자인

98.7% 효율의 1MHz CrM GaN PFC 레퍼런스 설계

이 PFC 설계는 1MHz에서 스위칭할 때 270w/^3의 전력 밀도와 98.7%의 피크 효율을 제공합니다. 2단계 인터리브 1.6kW 설계는 서버, 텔레콤, 산업용 전원 공급 장치 같은 공간의 제약을 받는 여러 가지 애플리케이션에 이상적입니다. 

고속 모터 드라이브용 48V/10A 3상 GaN 인버터 설계

이 설계를 통해 저전압, 100kHz 드라이브, 저인덕턴스 브러시리스 모터가 손실과 토크 리플을 최소화할 수 있으며 98.5%의 효율을 달성할 수 있습니다. 

서보 드라이브용 200V AC 3상 GaN 인버터 설계

최대 2kW까지 200v AC 서보 모터를 구동하기 위한 98% 효율의 설계는, 전류 리플이 가장 낮은 미세 위치 제어 애플리케이션용 저인덕턴스 모터 드라이브를 가능하게 합니다.