前言
现如今,氮化镓已被广泛应用在充电器产品中,大幅提升了我们日常的充电体验。其高频、高效的特性有效降低了充电器的体积。氮化镓开关管相较于传统硅MOS管有更低的导阻,更快的开关速度,可以有效降低发热,提升整机效率。
氮化镓主要分为高压和低压两种,高压氮化镓主要应用在市电供电的开关电源初级,而低压氮化镓,主要应用于主要用于充电器、移动电源、车充的同步升降压以及同步整流场景,在提升转换效率的同时,提高功率密度,缩小体积,满足更多需求。
低压GaN芯片
充电头网整理总结了氮矽、宜普、英诺赛科三家氮化镓企业推出的多款低压氮化镓芯片。以下表格详细展示了这些芯片的型号、耐压水平以及封装特点。
接下来将分别介绍其中的低压氮化镓芯片,深入探讨它们的特性、性能以及应用领域,为读者提供更全面的了解和参考。
以下排名不分先后,按厂商英文名首字母排序。
Danxitech氮矽
氮矽DXC6010S1C
氮矽科技DXC6010S1C是一款驱动集成氮化镓芯片,它具有许多出色的特性。这款芯片耐压100V,内部集成了一颗增强型低压硅基氮化镓和单通道高速驱动器。采用DFN5×6封装,占板面积小,无反向恢复电荷,并且导通电阻极低。为最高功率密度应用提供超小型化的解决方案。
DXC6010S1C以其先进的驱动集成技术脱颖而出,此技术能够有效保护E-Mode GaN栅极,使之具备高度的可靠性。其输入电压范围为±18V,兼容所有传统硅控制器,并有效减少了寄生电感,简化了功率路径设计。这一设计显著降低了PCB占板面积,满足了生产的高效性和性价比的需求。此外,DXC6010S1C还具备UVLO欠压锁定功能,能有效防止电源电压波动导致的器件误开启问题,从而有效避免炸机风险。这同样是其高可靠性的一大原因。
通过驱动集成技术,DXC6010S1C不仅具有超高的可靠性,还兼具了灵活性、可靠性、高效性以及易用性,显著提升了应用工程师的使用体验。
在应用方面,DXC6010S1C适用于多种场景,如高频高功率密度降压转换器、DC/DC转换、AC/DC充电器、太阳能优化器和微型逆变器、电机驱动器和D类音频放大器等。它也适用于AI、服务器、通信、数据中心等应用场景,特别适合48V工作电压的USB PD 3.1快充和户外电源相关应用。
氮矽DXC3510S2CA
氮矽科技DXC3510S2CA是一款驱动集成氮化镓芯片,它具有许多出色的特性。这款芯片内部集成了一颗增强型低压硅基氮化镓和单通道高速驱动器,是一颗可承受100V耐压,12mΩ 导阻,最大漏源极电流35A的增强型氮化镓晶体管,具有零反向恢复损耗。
DXC3510S2CA采用DFN5×6封装,占板面积小,无反向恢复电荷,并且导通电阻极低。为高功率密度应用提供超小型化的解决方案。
EPC宜普
宜普EPC2218
EPC2218,是一颗耐压100V,导阻2.4mΩ的增强型氮化镓开关管。
EPC2218拥有超快的开关频率、超高的效率和更少的占板面积,可以实现更高功率密度的电源转换。这是源自产品自带的低传导及低开关损、低驱动功率、零反向恢复损耗的特性。
EPC2218的详细规格资料。根据资料知道EPC2218尺寸仅为 3.5 mm x 1.95 mm,是一颗耐压为100V,导阻3.2mΩ的增强型氮化镓开关管。可应用在DC/DC 转换器、无刷直流电机驱动器、面向AC/DC及DC/DC应用的同步整流、光学遥感技术、脉冲式功率应用、负载点(POL)转换器、D类音频放大器、发光二极管照明等领域上。
Innoscience英诺赛科
英诺赛科INN040LA015A
INN040LA015A耐压40V,导阻1.5mΩ,可在-40℃到150℃下工作。
INN040LA015A采用晶圆级FCLGA 5mmx4mm封装,相比传统MOS管封装体积大大缩小。具备超低的寄生电容,且无反向恢复,同时其优化的走线更加方便高频大电流布线。能够实现更高的功率密度的终端应用。
英诺赛科INN040FQ043A
英诺赛科氮化镓开关管INN040FQ043A,是一颗耐压40V的增强型氮化镓开关管,导阻为4.3mΩ。
这款氮化镓开关管具有极低的栅极电荷和导通电阻,并具有非常小的封装面积,适用于高频DC-DC转换器,负载点,RF包络跟踪,笔记本电脑充电器,移动电源和电机驱动,采用FCQFN 3*4mm封装。
英诺赛科 INN040FQ043A 资料信息。
英诺赛科INN040W048A
INN040W048A为英诺赛科40V低压VGaN芯片,该芯片支持双向导通,具备超高开关速度、导通电阻极低、无反向恢复等特性。在手机中应用可以让其内部空间得到高效利用,还能降低手机在充电过程中的温升,在快速充电时保持比较舒适的机身温度,延长电池使用寿命。
英诺赛科INN040W048A的详细资料如上图所示。
英诺赛科INN040W080A
INN040W080A为英诺赛科40V低压VGaN芯片,导通电阻为8mΩ,该芯片支持双向导通,具备超高开关速度、无反向恢复等特性。在手机中应用可以让其内部空间得到高效利用,还能降低手机在充电过程中的温升,在快速充电时保持比较舒适的机身温度,延长电池使用寿命。
INN040W080A采用1.7mmx1.7mm WLCSP封装,寄生参数小,适用于高侧负载开关、智能手机USB端口中的OVP保护、多电源系统中的开关电路等领域。
英诺赛科INN040W120A
INN040W120A为英诺赛科40V低压VGaN芯片,导通电阻为12mΩ,该芯片支持双向导通,具备超高开关速度、导通电阻极低、无反向恢复等特性。在手机中应用可以让其内部空间得到高效利用,还能降低手机在充电过程中的温升,在快速充电时保持比较舒适的机身温度,延长电池使用寿命。
INN040W120A采用1.7mmx1.7mm WLCSP封装,寄生参数小,适用于高侧负载开关、智能手机USB端口中的OVP保护、多电源系统中的开关电路等领域。
英诺赛科INN100W032A
INN100W032A是一颗耐压100V,导通电阻3.2mΩ的增强型氮化镓芯片,连续电流60A,脉冲电流可达230A,能够适应-40℃到150℃工作环境,零反向恢复电荷。采用WLCSP 3.5mmx2.1mm封装,体积小巧,能够极大节省占板面积。
INN100W032A在同步整流、Class D功放、高频DC-DC模块电源及电机驱动等应用场景中,能够有效地提高工作频率和效率。
英诺赛科INN150LA070A
英诺赛科INN150LA070A,是一颗耐压150V,导阻7mΩ的增强型氮化镓单管。
这款开关管具有非常低的栅极电荷和超低的导通阻抗,可有效减小驱动损耗和导通损耗,加之其超小的封装,适合应用于AC-DC的同步整流,D类功放,高频DC-DC转换器,通信基站和马达驱动。
INN150LA070A采用倒装FCLGA3.2*2.2封装,die与焊盘具有更大的接触面积,更低的热阻,有效降低温升,显著提升散热性能。
英诺赛科ISG3201
SolidGaN ISG3201是一颗耐压100V的半桥氮化镓芯片,其内部集成了2颗100V,导阻3.2mΩ的增强型氮化镓和1颗100V半桥驱动,凭借内部集成驱动器省去了外部钳位电路,能够显著降低关联的寄生参数。
ISG3201采用5mmx6.5mm封装,能够有效减小PCB板面积。同时,该芯片还具有独立的高侧和低侧PWM信号输入,并支持TTL电平驱动,可由专用控制器或通用MCU进行驱动控制。优化的模块引脚设计显著减小主功率寄生参数以及由此引起的电压尖峰,进一步提高系统性能和可靠性。SolidGaN 系列还包括高压ISG6102,ISG6152等。
充电头网总结
当前市面上许多便携充电设备的内部设计都十分紧凑,对应的供电器件面积也越来越小。在传统的硅器件上使用高频驱动,开关损耗会显著降低效率,阻碍功率提升。而低压氮化镓器件的应用,解决了效率下降的难题,并且还可以将频率进一步提升,使用更小的电感,减小占板面积。
本文总结的多款低压氮化镓器件不仅能够在同步升降压中应用,逻辑电压驱动的栅极,还可以用于同步升压,同步降压及锂电池保护应用等。在开关电路中充分发挥氮化镓导阻低,开关速度快的优势,提高频率降低损耗,提供更高效,更具有竞争力的终端解决方案,支持更加个性化的设计,同时也为碳中和、碳减排做出贡献。
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