找方案 | 世平安森美推出新一代GaN氮化鎵/SiC碳化硅MOSFET高壓隔離驅(qū)動(dòng)器NCP51561 應(yīng)用于高頻小型化工業(yè)電源

現(xiàn)階段硅元件的切換頻率極限約為65~95kHz，工作頻率再往上升，將會(huì)導(dǎo)致硅MOSFET耗損、切換損失變大；再者Qg的大小也會(huì)影響關(guān)斷速度，而硅元件也無(wú)法再提升。因此開(kāi)發(fā)了由兩種或三種材料制成的化合物半導(dǎo)體GaN氮化鎵和SiC碳化硅功率電晶體，雖然它們比硅更難制造及更昂貴，但也具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和優(yōu)越的特性，使得這些器件可與壽命長(zhǎng)的硅功率LDMOS MOSFET和超結(jié)MOSFET競(jìng)爭(zhēng)。

GaN和SiC器件在某些方面相似，可以幫助下一個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)做出更適合的決定。GaN氮化鎵是最接近理想的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的器件，能夠以非常高的效能和高功率密度來(lái)實(shí)現(xiàn)電源轉(zhuǎn)換。其效能高于當(dāng)今的硅基方案，輕松超過(guò)服務(wù)器和云端資料中心最嚴(yán)格的80+規(guī)范或 USB PD 外部適配器的歐盟行為準(zhǔn)則 Tier 2標(biāo)準(zhǔn)。

由于GaN氮化鎵元件在高頻時(shí)，在導(dǎo)通與切換上仍有較佳的效能、可靠度高，也能促使周邊元件尺寸進(jìn)一步縮小，并提升功率密度；因此在現(xiàn)今電源供應(yīng)器的體積被要求要越來(lái)越輕巧，且效率卻不能因而降低的應(yīng)用中，如電競(jìng)電腦、電信通訊設(shè)備、資料中心服務(wù)器等需要更好電源轉(zhuǎn)換效率的電源供應(yīng)器應(yīng)用，已有GaN氮化鎵功率元件開(kāi)始被導(dǎo)入。

? 場(chǎng)景應(yīng)用圖

? 展示版照片

? 方案方塊圖

? 標(biāo)準(zhǔn)線路圖

? ANB死區(qū)時(shí)間波形

? 死區(qū)時(shí)間 (DT vs. RDT)

? VCC欠壓鎖定保護(hù)波形

? 電流驅(qū)動(dòng)能力

? 核心技術(shù)優(yōu)勢(shì)

1. 兩個(gè)輸出驅(qū)動(dòng)器擁有獨(dú)立 UVLO 保護(hù)

2. 輸出電壓為 6.5V 至 30V，具有 5-V、8-V 和 17-V UVLO 閾值

3. 4A峰值電流源，8A峰值電流吸收

4. 150 V/ns dV/dt 抗擾度

5. 36 ns 典型傳遞延遲

6. 8 ns 最大延遲匹配

7. 可編程輸入邏輯

8. 通過(guò) ANB 的單或雙輸入模式

9. 可編程死區(qū)時(shí)間

10. Enable功能

11. 隔離與安全

a. 從輸入到每個(gè)輸出的5kVRMS電流隔離和輸出通道之間的1200 V峰值差分電壓

b. 1200 V工作電壓（根據(jù)VDE0884?11要求）

? 方案規(guī)格

1. 雙低側(cè)、雙高側(cè)或半橋驅(qū)動(dòng)器

2. 輸出電源電壓為 6.5V 至 30V，具有 5-V、8-V 和 17-V UVLO 閾值

3. 4A峰值電流源，8A峰值電流吸收