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德州仪器推出全方位整合式650-V车用GaN FETs能施展氮化镓的质料优点,实现高效率、高频率开关性能,且不会衍生设计与元件选择问题。透过低电感四方扁平无引线封装,GaN FETs与驱动器近距离整合后,能大幅削减寄生闸极回路电感,因此无须忧郁闸极过载或寄生米勒导通征象。同时,低共源极电感能实现快速切换、削减功耗。

为了加速电动车手艺导入,知足消费者对续航里程、充电时间与性价比的要求,全球汽车大厂在研发上需要更高的电池容量、更快的充电性能,同时尽可能降低或维持设计尺寸、重量或元件成本。

透过EV车载充电器,消费者能在家用、公用或商用充电站,直接以AC电源为电池充电。顺应当前潮水,这项手艺现在也快速生长。为提高充电率,OBC的额定功率已从3.6kW提升至22kW,不外,设计职员也必须思索如何在不影响续航里程的前提下,将OBC与电动车既有机械系统整合。另一业界趋势则是将现今OBC低于2kW/L的功率密度,逐步提高至4kW/L。

OBC是一种开关式功率转换器,主要由变压器、电感器、滤波器、电容器等被动元件与散热器组成。提高开关频率能削减被动元件的尺寸,但金属氧化物半导体场效应电晶体、绝缘栅双极电晶体等开关元件的功耗也会随之提高。

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元件尺寸缩小后,能用于排热的表面积也削减,因此必须进一步降低功耗,才气维持元件温度稳定。杀青高功率密度需要同步提升开关频率与效率,而这是已往矽基功率元件无法战胜的难题。

追求提高开关速率的同时,必须削减开关能量消耗,否则现实更大频率将会受限。接纳低电感电路结构设计、端点间寄生电容低的功率元件,将是未来的研发偏向。

氮化镓、碳化矽等宽能隙功率半导体具有优良物理特征,因此使用此类质料开发的功率元件,能实现极低的电容以及理想的导通电阻。

与相较于MOSFET有较高的溃逃电压值于相同晶粒体积下,氮化镓的溃逃临界电场高于矽的10倍,电子迁移率也比矽凌驾33%,具有低导通电阻与低电容的双重优点。因此,与矽元件相比,氮化镓与碳化矽FETs能在更高的开关速率下运作,且功率消耗更低。

德州仪器示意,公司推出的氮化镓元件具有跨越4000万小时的可靠度,且10年生命周期失效率小于1,绝对能知足汽车制造商对强壮性的高标准。不只云云,TI氮化镓并非接纳碳化矽或蓝宝石基板,而是以常见矽基板与现有制程节点生产,100%由内部厂房制造,提供客户无可比拟的供应链与成本优势。

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