前言
充电头网了解到,德州仪器已推出多款覆盖不同导阻、封装、的高压半桥GaN器件,为工程师在高功率密度、小体积电源设计中的器件选择提供了更广范围与更深层次的灵活性。
在以往电源设计中,工程师往往需要面对驱动器、上下管功率器件、自举电路等多种元件的独立布局,导致外围器件数量庞大,也增加了驱动匹配难度,进一步挤占了PCB面积。随着氮化镓技术的成熟,行业正朝着更高整合度的方向演进,半桥GaN 产品应运而生。通过将高低侧氮化镓、驱动器等功能封装进同一芯片,显著简化了系统设计,还在效率、开关速度、功率密度乃至EMI控制方面展现出优势,使其在开关电源、USB-PD快充、光伏逆变器、车载电源等高性能场景中快速普及。
本文将对德州仪器的650V半桥GaN芯片进行梳理,为各位读者朋友参考。
德州仪器高压半桥GaN
充电头网了解到,目前德州仪器推出上述多款650V高压半桥氮化镓,导阻覆盖95~248mΩ,封装提供QFN封装。
德州仪器LMG2610
LMG2610是一款 650V GaN 功率 FET 半桥,适用于开关模式电源应用中 < 75W 的有源钳位反激式 (ACF) 转换器。LMG2610 通过在 9mm x 7mm QFN 封装中集成半桥功率 FET、栅极驱动器、自举二极管和高侧栅极驱动电平转换器,简化了设计、减少了元件数量并减小了布板空间。
非对称GaN FET电阻针对 ACF 工作条件进行了优化。可编程导通压摆率可提供 EMI 和振铃控制。与传统的电流检测电阻相比,低侧电流检测仿真可降低功耗,并允许将低侧散热焊盘连接到冷却 PCB 电源接地。
高侧栅极驱动信号电平转换器消除了外部解决方案中出现的噪声和突发模式功率耗散问题。智能开关 GaN 自举 FET 没有二极管正向压降,可避免高侧电源过充,并且反向恢复电荷为零。
LMG2610 具有低静态电流和快速启动时间,支持转换器轻负载效率要求和突发模式运行。保护特性包括 FET 导通互锁、欠压锁定 (UVLO)、逐周期电流限制和过热关断。
德州仪器LMG2640
LMG2640 是一款 650V GaN功率FET半桥,适用于开关模式电源应用中。LMG2640通过在 9mm x 7mm QFN封装中集成半桥功率 FET、栅极驱动器、自举二极管和高侧栅极驱动电平转换器,可简化设计、减少元件数量并缩减布板空间。
与传统的电流检测电阻相比,低侧电流检测仿真可降低功耗,并允许将低侧散热焊盘连接到 PCB 电源地进行冷却。高侧栅极驱动信号电平转换器消除了外部解决方案中出现的噪声和突发模式功率耗散问题。智能开关 GaN 自举 FET 没有二极管正向压降,可避免高侧电源过充,并且反向恢复电荷为零。
LMG2640 具有低静态电流和快速启动时间,支持转换器轻负载效率要求和突发模式运行。保护特性包括FET 导通互锁、欠压锁定 (UVLO)、逐周期电流限制和过热关断。
德州仪器LMG2650
LMG2650 是一款 650V、95mΩ 氮化镓(GaN)功率 FET 半桥器件。它通过在 6mm × 8mm QFN 封装内集成半桥功率 FET、栅极驱动器、自举二极管和高侧栅极驱动电平移位器,简化了设计,减少了元件数量,并节省了电路板空间。
器件支持 可编程的上升沿开启速率,用于 抑制 EMI 和振铃。低侧电流检测仿真功能相比传统电流检测电阻能够降低功耗,并允许低侧热焊盘直接连接到散热 PCB 电源地。
高侧GaN 功率 FET 可通过 低侧参考栅极驱动引脚 (INH) 或 高侧参考栅极驱动引脚 (GDH) 控制。高侧栅极驱动电平移位器能够在严苛的功率开关环境下,可靠地将 INH 引脚信号传输至高侧栅极驱动器。
德州仪器LMG2652
LMG2652 是一款650V 140mΩ GaN 功率 FET 半桥。LMG2652 通过在 6mm x 8mm QFN 封装中集成半桥功率 FET、栅极驱动器、自举二极管和高侧栅极驱动电平转换器,可简化设计、减少元件数量并缩减布板空间。
与传统的电流检测电阻相比,低侧电流检测仿真可降低功耗,并允许将低侧散热焊盘连接到 PCB 电源地进行冷却。
高侧GaN功率FET可通过低侧参考栅极驱动引脚(INH) 或高侧参考栅极驱动引脚 (GDH) 进行控制。在具有挑战性的电源开关环境中,高侧栅极驱动信号电平转换器能够可靠地将 INH 引脚信号传输到高侧栅极驱动器。智能开关 GaN 自举 FET 没有二极管正向压降,可避免高侧电源过充,并且反向恢复电荷为零。
LMG2652 具有低静态电流和快速启动时间,可满足转换器轻负载效率要求,并实现突发模式运行。保护特性包括 FET 导通互锁、欠压锁定 (UVLO)、逐周期电流限制和过热关断。
德州仪器LMG2656
LMG2656是一款650V 230mΩ GaN 功率 FET 半桥。LMG2656 通过在 6mm x 8mm QFN 封装中集成半桥功率 FET、栅极驱动器、自举 FET 和高侧栅极驱动电平转换器,可简化设计、减少元件数量并缩减布板空间。
可编程导通压摆率可实现 EMI 和振铃控制。与传统的电流检测电阻相比,低侧电流检测仿真可降低功耗,并允许将低侧散热焊盘连接到 PCB 电源地。高侧 GaN 功率 FET 可通过低侧参考栅极驱动引脚(INH) 或高侧参考栅极驱动引脚 (GDH) 进行控制。在具有挑战性的电源开关环境中,高侧栅极驱动信号电平转换器能够可靠地将 INH 引脚信号传输到高侧栅极驱
动器。
智能开关 GaN 自举 FET 没有二极管正向压降,可避免高侧电源过充,并且反向恢复电荷为零。
LMG2656 具有低静态电流和快速启动时间,可满足转换器轻负载效率要求,并实现突发模式运行。保护特性包括 FET 导通互锁、欠压锁定 (UVLO)、逐周期电流限制和过热关断。超低压摆率设置支持电机驱动应用。
充电头网总结
文中提及的德州仪器半桥氮化镓芯片覆盖650V高压段电源设计需求,芯片集成上下管和驱动器,可大幅精简电源系统,工程师可根据产品实际设计需求,选择对应型号,以达成性能与成本的平衡点。
综合来看,半桥氮化镓芯片已经成为业界重点发力的方向之一。通过将功率器件与驱动电路深度集成,它们在降低设计复杂度、提升系统性能、提升功率密度展现出强大潜力。无论是在PD快充和DC适配器等消费级市场,还是在车载OBC、储能、光伏逆变等应用中,高压半桥GaN方案都加速渗透高功率电源领域。
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