Le blog de l'entreprise Recycler les produits GaN de Nexperia : commutateurs bidirectionnels GaN, FETs GaN

Recycler Nexperia GaN Produit: Commutateurs bidirectionnels GaN, FET GaN

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Processus de recyclage

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I. Commutateur bidirectionnel Nexperia GaN

L'interrupteur bidirectionnel Nexperia GaN est un dispositif d'alimentation innovant spécialement développé pour les applications bidirectionnelles de contrôle du courant et de blocage de tension. It revolutionises the traditional bidirectional circuit design—which involves ‘two silicon MOSFETs connected back-to-back in series’—by leveraging the inherent properties of GaN to achieve native bidirectional conduction and voltage withstand capabilitiesCela simplifie considérablement l'architecture du système, réduit les coûts des composants et l'empreinte des circuits imprimés, ce qui en fait un composant de mise à niveau de base pour la gestion des batteries, la commutation de charge et la protection des circuits.

1. Technologies de base et avantages du produit

Comparées aux solutions de circuits bidirectionnels traditionnels à base de silicium, les commutateurs bidirectionnels GaN de Nexperia offrent des avantages de performance complets.les dispositifs possèdent des caractéristiques électriques bidirectionnelles natives, permettant la conduction bidirectionnelle du courant et le blocage de la tension sans avoir besoin de MOSFET assortis.Cela élimine complètement les problèmes d'erreurs de correspondance des appareils et l'accumulation de paramètres parasites associés aux configurations de série traditionnellesDeuxièmement, en tirant parti de la grande mobilité électronique de GaN, les dispositifs présentent une résistance à l'allumage extrêmement faible (Rds ((on)) et des pertes de conduction ultra-faibles.réduire efficacement l'augmentation de la température de fonctionnement et atténuer les exigences de gestion thermique du système.

En outre, cette série de commutateurs offre des temps de réponse de commutation ultra-rapides, avec des pertes beaucoup plus faibles que celles des appareils à base de silicium dans des conditions de fonctionnement à haute fréquence.Ceci prend en charge les conceptions de conversion de puissance à haute fréquence, contribuant à améliorer la densité de puissance et à réduire la taille globale de l'équipement.Réduction directe du nombre de composants, simplifiant la mise en page des circuits imprimés et réduisant les coûts de production et d'assemblage ainsi que la probabilité de panne de circuit.les produits offrent une excellente stabilité thermique et une immunité aux interférences, avec une large plage de températures de fonctionnement, ce qui les rend adaptés à des applications industrielles et automobiles exigeantes, tout en répondant aux exigences environnementales RoHS, sans plomb et REACH.

2Les principaux modèles de produits et caractéristiques des spécifications

Nexperia a donné la priorité au développement de produits de commutateurs bidirectionnels GaN basse tension, le modèle phare GANB4R8-040CBA servant de référence pour les appareils compacts,les applications à haute performanceCet appareil est doté d'une tension nominale de 40 V, d'une résistance d'allumage typique de seulement 4,8 mΩ et de pertes de résistance extrêmement faibles; il utilise une conception en mode d'amélioration normalement éteinte avec un état d'arrêt par défaut,il offre une sécurité de circuit améliorée et convient à un large éventail d'applications de commutation contrôléeL'appareil est logé dans un boîtier à l'échelle de la puce de 2,1 mm × 2,1 mm (WLCSP),qui réduit au minimum l'espace requis et le rend idéalement adapté à des applications à espace restreint telles que les appareils électroniques de consommation portables et les petits appareils de stockage d'énergie.

3Les principaux scénarios d'application

Les commutateurs bidirectionnels GaN de Nexperia® sont conçus avec précision pour un large éventail de scénarios de commande de puissance bidirectionnelle, avec des applications principales couvrant trois domaines principaux.Systèmes de gestion des batteries (BMS), utilisés pour le contrôle bidirectionnel de la charge et de la décharge des batteries lithium-ion, ainsi que pour la protection des connexions inversées; ils remplacent les circuits de protection traditionnels à double MOSFET,simplifier la conception tout en améliorant la vitesse de réponse de la protectionDeuxièmement, les commutateurs de charge intelligents, utilisés pour la commande bidirectionnelle d'allumage/arrêt dans les appareils portables, les applications domestiques intelligentes et les petites charges industrielles, permettant une commutation à faible perte de puissance.les applications de protection contre les contre-circuits et de limitation du courant, adapté aux modules de stockage d'énergie basse tension, aux appareils portables et aux circuits automobiles basse tension, offrant une protection efficace et stable des circuits et une régulation de la puissance.

II. Transistors à effet de champ GaN Nexperia (FET GaN)

Les transistors à effet de champ Nexperia GaN sont des dispositifs universels bidirectionnels de commutation de puissance basés sur la technologie GaN HEMT. Ils sont classés en deux grandes architectures techniques:Mode d'amélioration (E-mode) et code de cas commune (Cascode), couvrant l'ensemble de la plage de tension allant de la basse tension (< 80 V), de la moyenne tension (80 ‰ 200 V) à la haute tension (650 V).y compris les appareils électroniques grand public, les sources d'alimentation industrielles, le serveur informatique, les sources d'énergie renouvelables, les sources photovoltaïques et les sources d'alimentation pour les télécommunications,et sont les composants clés pour remplacer les MOSFETs de silicium traditionnels et améliorer l'efficacité de l'alimentation et la densité de puissance.

1. Architecture technique de base et avantages

Les FET GaN de Nexperia® combinent la technologie propriétaire de haute tension GaN HEMT avec des processus MOSFET en silicium à basse tension matures, offrant à la fois des performances élevées et une grande fiabilité.L'ensemble de la gamme de produits utilise une conception en mode d'amélioration normalement désactivée, éliminant le risque de fuite de courant dans l'état activé, ce qui assure un contrôle de circuit simple et une sécurité élevée, tout en restant compatible avec la logique d'entraînement traditionnelle des MOSFET au silicium,permettant un remplacement et une mise à niveau sans heurts sans nécessiter de modifications importantes du circuit.

Les dispositifs présentent des pertes de conduction dynamique et inverse extrêmement faibles, avec des performances de commutation douce de pointe.Ils réduisent efficacement les pertes de commutation dans des conditions de fonctionnement à haute fréquence, permettant une efficacité de conversion de puissance allant jusqu'à 99% ou plus.permettant des conceptions d'entraînement simples et polyvalentes compatibles avec les circuits intégrés de conduite de l'alimentation électrique courante, réduisant ainsi les coûts de R&D et de débogage. La gamme de produits est disponible dans une variété de types de paquets, y compris les options courantes telles que DFN, TO-247, TOLL et CCPAK,répondant aux besoins des applications de consommation compactes et des applications industrielles à haute puissanceEn outre, avec des paramètres parasitaires extrêmement faibles, des vitesses de commutation plus rapides et des interférences électromagnétiques réduites, ces appareils facilitent des conceptions compactes à haute fréquence.

2Portfolio complet de produits et modèles clés

Le portefeuille de produits GaN FET de Nexperia couvre l'ensemble des applications de tension et de puissance, classées en trois principaux groupes de produits.Les principaux modèles produits en série offrent des performances exceptionnelles et une compatibilité exceptionnelle.

(1) GaN FET haute tension de classe 650V

Conçus principalement pour des applications industrielles de moyenne à haute puissance et de nouvelles énergies, les modèles de base comprennent le GAN140-650EBE, le GANC035-650VSH et le GAN039-650NBB.le GAN140-650EBE utilise un boîtier DFN de 8 mm × 8 mm avec une résistance d'allumage de 140mΩ; il offre une grande polyvalence et convient à un large éventail d'équipements de conversion d'énergie conventionnels de moyenne à haute tension;Le GANC035-650VSH utilise un ensemble de haute puissance TO-247-4 avec une résistance d'allumage aussi basse que 35 mΩ, capable de gérer des conditions de fonctionnement à courant élevé et adapté aux alimentations industrielles et aux micro-onduleurs photovoltaïques; le GAN039-650NBB utilise un ensemble CCPAK1212,offrant une forme compacte et des pertes extrêmement faibles, ce qui le rend approprié pour les conceptions d'alimentation haute tension à haute densité.

(2) GaN FET à moyenne et basse tension

Couvrant des applications de basse tension jusqu'à 80 V, elles sont principalement destinées à l'électronique grand public, à la recharge rapide et aux scénarios de stockage d'énergie à petite échelle.Grâce à leur résistance à l'allumage ultra-faible et à leurs vitesses de commutation ultra-rapides, ils sont largement utilisés dans des appareils tels que les chargeurs rapides de téléphones mobiles, les adaptateurs et les banques d'alimentation portables, améliorant ainsi efficacement l'efficacité de la charge,réduire la taille du chargeur et permettre des mises à niveau de produits offrant une puissance élevée dans un facteur de forme compact.

3. Scénarios d'applications de base

Les FET Nexperia GaN, avec leur couverture de tension complète, leurs caractéristiques de faibles et hautes pertes et leur fiabilité élevée, conviennent à des applications de base dans plusieurs industries.Dans le secteur de l'électronique de consommation, ils sont utilisés dans les chargeurs rapides GaN de grande puissance, les adaptateurs d'alimentation et les appareils portables de stockage d'énergie pour réaliser une miniaturisation et une charge à haut rendement; dans les secteurs de l'informatique et des serveurs,ils sont utilisés dans les sources d'alimentation des serveurs et les modules d'alimentation des centres de données, lorsque leurs caractéristiques de haute fréquence et de haute efficacité réduisent la consommation d'énergie et améliorent la densité de puissance; dans les secteurs industriel et des nouvelles énergies,ils sont utilisés dans les alimentations électriques industrielles à commutation, les micro-onduleurs photovoltaïques, les moteurs et les alimentations auxiliaires pour les points de recharge; dans le secteur des télécommunications,ils sont utilisés dans les modules d'alimentation des stations de base 5G et les alimentations de communication, répondant aux exigences opérationnelles d'une haute fréquence, d'une grande stabilité et d'une longue durée de vie.

III. Principales différences entre les deux catégories de produits et recommandations de sélection

Les commutateurs bidirectionnels GaN et les transistors à effet de champ GaN de Nexperia sont clairement positionnés et se complètent, ce qui permet une sélection précise en fonction du scénario d'application.Les commutateurs bidirectionnels GaN sont conçus pour le contrôle bidirectionnel à basse tension et la simplification du circuit; leur principal avantage réside dans le remplacement de deux MOSFET par une seule puce.commutation bidirectionnelle de la charge et protection contre la rétroaction à basse tensionLes FET GaN sont conçus pour la conversion unidirectionnelle de puissance à haute fréquence et les applications de puissance à pleine tension.d'une puissance de sortie supérieure ou égale à 50 WIls sont adaptés à diverses applications d'onduleurs d'alimentation, de redresseurs et de conversion de puissance, en accordant la priorité à une efficacité élevée, à une densité de puissance élevée et à une large compatibilité des conditions de fonctionnement.