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纳微半导体:通过GaN功率IC兼得高速率和高效率

时间:2022-03-29 18:13 点击次数:
  本文摘要:过去十年来,我们用于的笔记本显得更加轻巧,而与之设施的电源适配器却维持了一如既往的轻巧,电源设计工程师们也在绞尽脑汁转变这一现状。然而迫使功率器件的性能局限,这一心愿如期没构建。最近我们看见仿真器件供应商在电源转换器的速率和效率提高方面构建了新的突破。 纳微半导体发售了堪称世界上大于的65WUSB-PD(Type-C)电源适配器参照设计。

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过去十年来,我们用于的笔记本显得更加轻巧,而与之设施的电源适配器却维持了一如既往的轻巧,电源设计工程师们也在绞尽脑汁转变这一现状。然而迫使功率器件的性能局限,这一心愿如期没构建。最近我们看见仿真器件供应商在电源转换器的速率和效率提高方面构建了新的突破。

纳微半导体发售了堪称世界上大于的65WUSB-PD(Type-C)电源适配器参照设计。据纳微半导体的联合创始人兼任首席执行官GeneSheridan讲解,“这款AllGaN功率IC可增大变压器、滤波器和散热器的尺寸、减低重量和降低成本。比起现有的基于硅类功率器件的设计,必须98-115cc(或6-7in3)和重量约300g,基于AllGaN功率IC的65W新的设计体积仅有为45cc(或2.7in3),而重量仅有为60g。

”电源速度提升3-4倍,损耗减少40%在电子技术的发展过程中,功率器件提供商仍然在与速率和效率做到斗争,高效率可以节约能源,高速率可以构建小体积、低成本和更加慢的电池速度。由于GaN的禁带宽度大,穿透电压很高,适合于低电压高功率的器件,因此近年来更加受到重视。

但是GaN器件无法必要用,必须额外配有一个驱动器协同工作,现在大部分驱动都是使用硅材料,效率不低。而且不管是硅还是并存GaN功率器件,速率和效率不能构建其一。为了两者兼得,纳微半导体将驱动和GaN构建到一起。

GeneSheridan回应,“用GaN功率IC设计的65W参照设计NVE028A,使用有源钳位反激(ACF)流形结构的,电源速度比典型的转换器设计慢了3至4倍,损耗减少40%,从而构建更加小的尺寸和更加较低的成本。”图1:速率效率对比图电源开关分成硬电源和软电源,其中软电源不存在能量损耗,硅器件和分立器件随着速率的减小效率增大,而纳微半导体使用的是硬电源,不不存在能量损耗,从上图中可以显现出,随着速率的提高效率也在提高。AllGaN功率IC可以构建高达40MHZ的电源速度,密度低5倍,系统成本减少20%。

新材料的价格一般较为喜,用户更加关心使用该器件成本如何降低成本?GeneSheridan说明,“材料本身价格显然较为喜,但是综合来看,使用GaN功率IC所设计的系统成本比现有的方案要较低。”单片集成式IC,增大设备体积图2:基于分立器件的GaN驱动设计图3:基于单片构建方案的GaN驱动设计如图2右图,基于分立器件的GaN驱动设计方案必须中用数十种元器件,纳微半导体的单片式GaN功率IC早已将GaN驱动器、GaNFET和GaN逻辑构建在芯片内部,需要用户再度搭接驱动电路,因此设计电路大大简化,随着元器件增加,体积随之增大。

而且该设计完全符合欧盟CoCTier2及美国能源部6级(DoEVI)所规范的能效标准,更加在剩阻抗下构建多达94%的最低尖峰效率。生产实力强劲,保证产品质量纳微半导体公司正式成立于2013年,是世界上第一家也是唯一的GaN功率IC公司,对于一个新兴半导体公司来说,用户最更加担忧的还是产品质量和未来的生产能力,因为这将必要关系到用户的产品上市时间。

GeneSheridan特别强调,“我们享有强劲且大大快速增长的功率半导体行业专家团队,在材料、器件、应用程序、系统和营销以及顺利创意方面合共享有多达200年经验,多位创始人共计享有多达200项专利,纳微享有或正在申请人的专利多达30项。其专有的AllGaN工艺设计套件以单片将最低性能的GaNFET与逻辑和仿真电路统合。在晶圆厂生产能力方面,我们使用GaN-on-Si晶圆的标准CMOS,GaNepi反应器只需6个月的交货时间;在组装能力方面,我们使用标准工艺及设备的标准QFNPCB,高速最后测试仪只需3个月的交货时间;2018年的生产能力将不会大幅不断扩大。


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