TI转而使用GaN场效应晶体管来切割电动汽车的板空间和提高功率密度

在全电动汽车和全自动汽车的努力之间，今天的汽车比以往任何时候都要集成更多的电力系统。伴随着这种需求，电气工程师需要创新技术和经济上都可行的新设计。

汽车的电气化程度越来越高。图片由德州仪器提供

从电气的角度来看，汽车设计中最大的挑战之一是创造轻便、紧凑的系统，这样车辆的性能就不会受到影响，同时还要优先考虑高电压下的耐久性。

许多制造商采用的解决方案是氮化镓(GaN)场效应晶体管，这是一种宽带隙半导体，使电力电子能够承受极高的电压。雷竞技最新app

TI的GaN场效应管新家族

德州仪器就是这样一家致力于汽车电气化的公司。本周，该公司的头条新闻发布一种新的GaN晶体管家族，旨在减少电路板空间，提高汽车电气系统的功率效率。

TI公司的新LMG342xR030简化框图氮化镓场效应晶体管。图片由“透明国际”

新组件LMG3525R030-Q1和LMG3425R030分别是新的650 V和600 V GaN场效应晶体管。这些设备都有不同的优点，但都受益于增加的设备上的功能与集成2.2 mhz门驱动器。

独特的是，这些芯片还提供所谓的“理想二极管模式在这种模式下，设备通过启用死区时间控制来减少第三象限的损耗。

这些设备有什么特别之处?

通过集成芯片驱动，LMG3525R030-Q1与现有SiC解决方案相比，可以将电动汽车车载充电器和DC-DC转换器的尺寸减少50%。这里的希望是，节省电路板空间将使工程师能够实现延长电池续航时间，增加系统可靠性，并降低设计成本。根据TI公司的说法，这种集成可以帮助工程师减少超过10个组件通常需要的离散解决方案。

在这个例子中，TI解释说，理想的二极管模式产生38ns死区时间，设定为200ns死区时间。图片由“透明国际”

TI公司表示，LMG3425R030采用集成栅极驱动，可以实现两倍的功率输出，因此与硅mosfet相比，其功率密度是前者的两倍。据新闻稿称，该公司还宣称，该设备的损耗极低，可在AC/DC电源传输应用中达到99%的效率。

从历史上看，在设计GaN场效应管时，工程师们面临着开关速度和功率损耗之间的权衡。这些新型GaN场效应晶体管通过使用TI所谓的“理想二极管模式”，避免了这一问题，与分立的GaN和SiC mosfet相比，这种模式的第三象限损耗高达66%。

一个电动的未来

德州仪器希望其新型GaN场效应晶体管将为电动汽车行业带来创新。通过在车上集成一个驱动器，并提供像理想二极管模式这样的新功能，GaN场效应管的新家族看起来在最小化电路板空间和节省电力方面很有用，这是电动汽车设计的两个关键考虑因素。

TI负责高压电源的副总裁Steve lambouse说:“工业和汽车应用越来越需要在更小的空间内使用更多的电源，设计师必须提供经过验证的电源管理系统，在终端设备的长寿命内可靠地运行。”

他继续说，“在超过4000万设备可靠性小时和超过5千瓦时的电力转换应用测试的支持下，TI的GaN技术提供了工程师在任何市场所需的终生可靠性。”