作為幾乎完美的高功率因子電路，設(shè)計人員使用4顆MOSFET集合了整流和PFC的功能，將元器件數(shù)量減少的同時，也將整流環(huán)節(jié)效率提升?？墒?，傳統(tǒng)Super Junction MOSFET管存在寄生三極管， 當DV/DT過高時，易使寄生三極管導(dǎo)通，引起雪崩擊穿。

同時Super Junction MOSFET存在體二極管反向恢復(fù)帶來的直通電流和損耗問題，所以當主管在大電流快速開啟的時候，副管的反向恢復(fù)電荷Qrr造成的瞬態(tài)電流能直接把MOS燒毀。而為了解決這個問題，只能采用非連續(xù)的CRM模式，讓電流降為0的時候再開啟，代價就是平均電流、功率只有原來的一半。

而GaNext GaN就可以完美解決以上問題。GaN導(dǎo)電原理是通過氮化鎵和鋁鎵氮兩層之間的壓電效應(yīng)形成的二維電子氣導(dǎo)電的，不但沒有體二極管和寄生三極管，不會發(fā)生DV/DT失效模式， 而且具有其他優(yōu)越的性能。在以上表中可以看到，跟Super Junction MOSFET相比，氮化鎵的Qg和輸出電容都是其五分之一。

 

GaN的Qrr是Super Junction MOSFET的200分之一！哪怕是跟專門用于快恢復(fù)的Super Junction MOSFET相比，Qrr性能也是要好10倍以上。這意味著GaN 使得圖騰柱PFC可以工作在連續(xù)電流模式提高效率的同時保持高功率密度，實現(xiàn)接近理想轉(zhuǎn)換效率。

珠海鎵未來科技采用GaN器件無橋圖騰柱PFC方案，設(shè)計上去除了輸入整流橋固有的Vf損耗，解決了傳統(tǒng)FPC線路效率無法提升的問題。同時通過Cascode GaN的應(yīng)用，解決圖騰柱PFC MOSFET反向恢復(fù)電荷Qrr過高的只能采用CRM工作模式的問題。用具有極低等效Qrr的Cascode GaN器件，使得PFC可以工作在連續(xù)電流模式提高效率的同時也不犧牲功率密度，實現(xiàn)高達99.1%的轉(zhuǎn)換效率。

鎵未來這套700W GaN電源方案功率密度可達14.7W/in?，適合工作在0-40℃溫度環(huán)境下，支持90-264V~50/60Hz全球?qū)挿秶妷狠斎耄稍?0V-56V調(diào)壓輸出，最大恒流13A，最大輸出功率700W。滿載效率≥96.72%，輸出電壓紋波＜300mV。

另外電源采用三腳插口，做了接地處理避免用戶觸點，提升使用體驗；三圍尺寸（帶塑料外殼）僅260mm X 75mm X 40mm，表面溫升低于50℃，符合IEC 62368-1標準，EMI標準符合EN55032 CE & RE Class B，支持TSD、OLP、OVP、OCP、SCP、Open Loop等保護。

鎵未來700W GaN電源整機能效對比市面上普通在售SI MOS產(chǎn)品，半載測試下提高了接近2%的轉(zhuǎn)換效率，在滿載情況下提高了接近1.3%的轉(zhuǎn)換效率。節(jié)能提升了38.72%，預(yù)計可以為每臺單電源設(shè)備年節(jié)省80-120度電。

以上為鎵未來700W GaN電源電路拓撲圖示，供大家參考。

 

上圖為鎵未來700W GaN電源方案在無散熱片情況下，25℃環(huán)境溫度下 110V/60Hz裸機連續(xù)運行1 小時的熱成像圖?？梢钥闯?，得益于GaNext優(yōu)異的GaN器件性能以及成熟的可靠性設(shè)計方案。700W GaN LED驅(qū)動電源裸板正面的最大實測溫度僅為88.8℃。

 

 

珠海鎵未來科技G1N65R150TA和G1N65R050TB，兼容SuperJunction驅(qū)動，在25℃環(huán)境溫度下動態(tài)內(nèi)阻不超過150mohm和50mohm，提供TO-220、TO-247插件封裝。以其強壯的抗干擾能力和簡易的驅(qū)動方式，助力用戶實現(xiàn)簡潔高效的150W-1500W電源方案。

 

 

在高壓應(yīng)用中，盡管氮化鎵器件可以大大降低開關(guān)損耗，但往往存在一個對導(dǎo)通損耗不利的特性，稱為動態(tài)內(nèi)阻。從高壓阻斷狀態(tài)變化成導(dǎo)通狀態(tài)后的一小段時間，氮化鎵器件不能立刻工作到長時間導(dǎo)通的內(nèi)阻狀態(tài)（靜態(tài)內(nèi)阻），此時的阻值高于靜態(tài)內(nèi)阻。

 

市面上普通增強型氮化鎵器件動態(tài)內(nèi)阻比靜態(tài)上浮30%左右，尤其是在150℃結(jié)溫時，動態(tài)內(nèi)阻往往高達25℃結(jié)溫時靜態(tài)內(nèi)阻的250%。G1N65R150TA和G1N65R050TB采用特殊工藝，動態(tài)內(nèi)阻得到降低，25℃結(jié)溫時動態(tài)內(nèi)阻為標稱值150mohm和50mohm，150℃結(jié)溫時僅為25℃結(jié)溫時的1.5倍，有效的降低了導(dǎo)通損耗，滿足了150W-3600W電源的苛刻散熱要求。

 

 

相別于普通增強型氮化鎵功率器件不超過7.5V的柵極耐壓，鎵未來的所有氮化鎵產(chǎn)品柵極可以耐受的極限電壓高達20V，這就可以兼容用于驅(qū)動超結(jié)器件的控制器。這些控制器的驅(qū)動電壓通常為12V，如果用于驅(qū)動普通增強型氮化鎵器件，需要增加分壓阻容網(wǎng)絡(luò)和鉗位齊納二極管，驅(qū)動線路多達8個器件。而采用鎵未來的氮化鎵器件，驅(qū)動線路僅需一個電阻和一個磁珠，或3個電阻及一個二極管，與傳統(tǒng)硅超結(jié)器件相同，簡潔的外圍電路有效降低了占用的PCB面積，特別適合小尺寸的快充設(shè)計。

 

 

普通增強型氮化鎵的閾值電壓通常為1.5V，這與硅超結(jié)器件（典型值一般在3V左右）相比，其抗噪聲干擾能力降低，增加了誤導(dǎo)通的風險了。因此產(chǎn)品封裝和Layout處理起來相對比較麻煩，需要盡可能減少源極寄生電感的影響。G1N65R150TA和G1N65R050TB將開通閾值電壓提高到了3.5V, 可以有效降低柵極噪聲帶來的誤導(dǎo)通風險，電源產(chǎn)品設(shè)計更為容易。

 

 

珠海鎵未來科技是國內(nèi)領(lǐng)先的氮化鎵功率器件生產(chǎn)企業(yè)，致力于高性能級聯(lián)結(jié)構(gòu)氮化鎵產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)，使用特殊的集成技術(shù)結(jié)合了硅器件的易用性和氮化鎵器件的高頻率高效率的特點，實現(xiàn)十瓦至萬瓦級高功率密度電源解決方案。

 

據(jù)悉，鎵未來G1N65R150TA和G1N65R050TB已經(jīng)正式量產(chǎn)，基于這兩款器件開發(fā)的700W氮化鎵器智能混合信號無橋圖騰柱 PFC +LLC 電源量產(chǎn)方案，可實現(xiàn)了80PLUS鈦金能效，滿載轉(zhuǎn)換效率高達96.72%。

 

有需求的伙伴可以與鎵未來科技聯(lián)系，獲取更多產(chǎn)品詳細信息。