GaN(질화 갈륨)은 기존 실리콘 솔루션보다 더 빠른 스위칭, 더 뛰어난 효율, 더 높은 전력 밀도를 지원하는 와이드 밴드갭 반도체입니다. 이를 통해 열 성능이 향상되고 전력 손실은 감소한 더 작고 가벼운 설계가 가능합니다. TI GaN 기술은 소비자 가전, 데이터 센터, 그리드 및 텔레콤 인프라, 차량용 전력 전자 장치를 포함한 광범위한 애플리케이션을 지원하면서도 높은 성능과 안정성을 유지합니다.
TI의 GaN 기술을 선택하는 이유
더 빠른 스위칭 속도, 더 높은 효율
드라이버가 통합된 TI의 GaN 장치는 최고 150V/ns의 빠른 회전율을 구현합니다. 더 빠른 스위칭 속도, 저인덕턴스 패키징 및 스위칭 손실 감소가 결합되어 깔끔한 스위칭을 지원하고, 링잉을 최소화하며, 전반적인 효율성을 향상시킵니다.
더 작은 시스템, 더 높은 전력 밀도
스위칭 손실 감소로 TI의 GaN 장치는 500kHz 이상의 주파수에서 작동할 수 있으며, 결과적으로 자기 부품 크기를 최대 60% 줄일 수 있습니다. 이는 시스템 크기를 줄이고, 전력 밀도를 높이고, 전반적인 시스템 비용을 절감하는 데 도움이 됩니다.
안정성을 위한 설계
TI의 GaN 장치는 독점 기술 기반 GaN-on-Si 프로세스와 8천만 시간이 넘는 신뢰성 테스트, 보호 기능을 바탕으로 고전압 시스템 안정성을 보장하도록 설계됐습니다.
대규모 GaN 기술
TI는 자사 소유의 여러 팹에서 전체 GaN 포트폴리오를 생산하여 산업 전반에 걸쳐 안정적인 공급과 확장 가능한 생산을 보장합니다. TI는 GaN 혁신의 역사를 바탕으로 300mm 웨이퍼에서 GaN 기술로 제조된 제품의 고객 샘플을 성공적으로 공급하고 있습니다.
TI의 GaN 포트폴리오 살펴보기
GaN으로 더 높은 전력 밀도와 효율성 실현
전력 수요가 증가함에 따라 차세대 아키텍처에서의 GaN 채택이 계속 가속화되고 있습니다. TI의 완전 통합 GaN 전력계는 GaN HEMT, 드라이버, 보호 및 제어를 데이터 센터, 서버 전력, 태양광 인버터, 산업용 시스템, 차량 등을 포함한 다양한 애플리케이션을 위해 설계된 단일 칩 솔루션에 결합합니다.
- 최대 1MHz의 높은 스위칭 주파수를 구현해 자기 부품 크기를 줄이고 전력 밀도를 높입니다.
- 스위칭 손실을 줄여 효율성을 개선하고 바이어스 회로를 간소화합니다.
- 드라이버와 보호 기능을 통합하여 설계를 간소화하고 루프 파생을 줄입니다.
Achieving GaN Products With Lifetime Reliability
휴머노이드 로봇의 GaN FET 애플리케이션
모든 GaN 스위치를 지원하는 3.6kW, 54V, 단상, AC-DC 정류기 레퍼런스 설계
GaN 전력계을 위한 주요 제품
성능 개선 및 전원 공급 장치 설계 단순화
GaN 기술이 통합된 TI의 AC/DC 제품은 어댑터, 가전제품, 서버 전원 공급 장치 및 충전기를 포함한 차세대 애플리케이션을 위해 설계되었습니다. UCG28826에서와 같이 이러한 솔루션은 고성능 GaN HEMT를 통합함으로써 업계 최고 수준의 전력 밀도, 높은 효율 및 낮은 대기 전력을 제공합니다.
- 자체 바이어스 및 보조 권선 없는 센싱을 통해 설계를 간소화하고 효율성을 높입니다.
- 고전압 시동, X-커패시터 방전 및 보호 기능을 통합하여 BoM 비용을 절감합니다.
- 유사 공진 스위칭, 버스트 모드 작동, 회전율 제어를 통해 EMC 준수를 용이하게 합니다.
보조 GaN 플라이백 컨버터가 AC/DC 어댑터 설계 과제를 해결하는 방법 (Rev. A)
자체 바이어싱 GaN 플라이백을 지원하는 65W USB-C® 충전기 데모
자체 바이어싱 GaN 플라이백 컨버터 레퍼런스 설계를 사용하는 USB Power Delivery 충전기
GaN FET가 통합된 벅 및 부스트 컨버터
더 작고, 가볍고 효율적인 전원 시스템을 위해 설계된 이러한 솔루션은 크기, 효율성 및 성능 간의 기존 트레이드오프를 줄입니다. 고급 GaN 기술을 활용함으로써 엔지니어는 실리콘 기반 설계로 가능했던 것보다 더 높은 성능을 달성할 수 있습니다.
- 더 작은 솔루션 크기로 더 높은 전력을 제공합니다.
- 까다로운 고전력 애플리케이션을 위한 높은 효율성을 구현합니다.
- GaN FET, 컨트롤러, 드라이버 및 부트스트랩 회로를 하나의 패키지에 통합하여 설계를 간소화합니다.
48V–12V GaN 지원 2kW 4상 벅 컨버터, 1/4 브릭 전원 모듈 레퍼런스 설계
3V~42V 동기 GaN 부스트 컨버터 레퍼런스 설계
더 높은 효율, 전력 밀도 및 부드러운 제어의 드라이버
업계 최고 수준의 GaN IPM(지능형 전원 모듈)을 포함한 TI의 통합 GaN 모터 드라이버는 >99%의 인버터 효율을 제공하고, 열 성능을 개선하고, 전력 손실을 최소화합니다. 가전제품, 로봇, 전기 자전거, 드론 및 전동 공구와 같은 애플리케이션에서 TI의 GaN 드라이버는 탁월한 고조파 제어를 제공해 더 조용한 작동, 더 부드러운 성능, 정밀한 모터 제어를 달성합니다. 이를 통해 시스템 비용과 에너지 소비를 절감할 수 있으며, 효율성 요구 사항을 충족하는 소형 설계가 가능합니다.
- 통합형 GaN 하프 브리지 전력계로 PCB 크기를 50% 이상 줄입니다.
- 높은 스위칭 주파수(100kHz)에서 전력 손실을 최대 50% 줄입니다.
- 데드타임을 최소화하고(<150ns) 스위칭을 최적화하여 전류 왜곡을 줄이고 음향 성능을 개선합니다.
산업용 통신을 지원하는 48V 1kW 로봇 관절 모터 컨트롤 레퍼런스 설계
시작하기 위한 리소스 찾기
TI GaN으로 고전압 전력 혁신
TI GaN으로 고전압 시스템을 혁신하십시오. TI의 GaN 기술을 통해 엔지니어가 고전압 전력 변환 설계의 시장 출시 시기를 단축하는 동시에 시스템 비용과 환경 영향을 줄일 수 있는 방법을 알아보십시오.
GaN이 전력 관리를 변화시키는 3가지 이유
주요 애플리케이션
미래의 컴퓨팅 요구에 맞게 텔레콤 및 서버 전원 변환
TI의 GaN 장치를 사용하여 스토리지, 클라우드 및 고성능 컴퓨팅을 위한 텔레콤 및 서버 전원 시스템을 설계하세요. 이러한 장치는 최대 80 PLUS® 티타늄 표준을 지원하고 99% 이상의 PFC(역률 보정) 효율을 구현하는 까다로운 효율성 요건을 충족하는 데 도움이 됩니다. 절연 DC/DC 컨버터에서 500kHz 이상의 스위칭 주파수를 구현하고, 집적 설계로 파생 손실을 최소화하면서 자기 부품의 크기를 줄입니다.
최고의 효율성과 밀도로 에너지 저장 혁신
GaN 장치를 사용하는 태양광 및 에너지 저장 시스템을 설계하여 더 작고 효율적인 AC/DC 전력 변환을 달성하세요. GaN은 양방향 전력 흐름을 가능하게 하여 에너지 저장 장치를 태양광 인버터에 원활하게 통합하고 그리드 의존도를 낮춥니다. 이러한 솔루션은 기존 컨버터보다 최대 3배나 높은 전력 밀도(>1.2kW/L)를 제공하며, 고주파 GaN 스위칭(140kHz)을 통해 SiC FET보다 20%가 향상된 밀도를 제공합니다. GaN 기술은 2레벨 SiC 설계 대비 더 작은 자기 부품 및 더 단순한 토폴로지를 통해 시스템 비용을 줄입니다.
일상적으로 사용하는 장치에 탁월한 성능 제공
TI의 통합 저전력 GaN 장치는 휴대폰 및 노트북 어댑터, TV 전원 공급 장치 및 USB 벽면 콘센트를 포함하여 소비자가 매일 사용하는 애플리케이션에 탁월한 전력 밀도와 효율성 이점을 제공합니다. 시스템 효율이 95% 이상인 이러한 솔루션은 소비자 AC/DC 솔루션 크기를 최대 50%까지 줄일 수 있으며, 통합 전류 센싱 기능은 효율성을 더욱 높이고 인쇄 회로 보드 풋프린트를 최소화합니다.
TI GaN 기술을 이용해 전기 자동차의 고전력 밀도를 구현합니다
HEV(하이브리드 전기차) 및 EV(전기차)에 사용되는 차세대 단상 AC OBC(온보드 충전기)와 고전압-저전압 DC/DC 컨버터는 GaN 전동 장치를 활용하여 더 높은 스위칭 주파수를 달성하고 자기 부품 크기를 줄이고 있으며, 이를 통해 실리콘 및 SiC 기반 제품보다 더 높은 전력 밀도를 구현하고 있습니다. 이러한 솔루션은 CLLLC의 경우 500kHz, PFC의 경우 120kHz를 초과하는 스위칭 주파수로 등가 볼륨에서 SiC보다 많은 전력을 제공하는 동시에, 96.5%의 결합된 시스템 수준 효율성을 달성하고 통합 게이트 드라이버를 사용하여 시스템 수준 설계를 크게 간소화합니다.
TI GaN 디바이스로 HVAC(난방, 환기 및 공조) 및 가전 제품용 모터 구동을 통해 더 높은 전력 효율과 더 작은 폼 팩터를 실현합니다
효율적인 모터 드라이브는 전 세계의 엄격한 에너지 표준을 충족하는 가전제품과 HVAC 시스템에 필수적이며, TI의 GaN 전력계 및 IPM(지능형 전원 모듈) 포트폴리오는 IGBT 및 MOSFET에 비해 높은 효율성을 제공하여 시스템 크기와 비용을 효과적으로 줄여줍니다. 이러한 솔루션은 스위칭 손실을 줄여 99% 이상의 효율성을 달성하는 모터 드라이브 전력계를 구현하는 동시에 작은 크기, 높은 집적도 및 자연스러운 냉각 기능을 통해 시스템 크기와 비용을 최소화하면서 최대 60kHz의 높은 스위칭 주파수와 낮은 데드타임으로 향상된 음향 기능을 제공합니다.