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精品文档-下载后可编辑TI:支持瓦特到千瓦级应用的氮化镓技术-新品速递两年多前,德州仪器宣布推出首款600V氮化镓(GaN)功率器件。该器件不仅为工程师提供了功率密度和效率,且易于设计,带集成栅极驱动和稳健的器件保护。从那时起,我们就致力于利用这项技术将功率级尽可能提高(和降低)。氮化镓在任何功率级别都很关键。工程师正努力提高切换速度、效率和可靠性,同时减小尺寸、重量和元件数量。从历来经验来看,您必须至少对其中的部分因素进行权衡,但德州仪器正通过所有这些优势实现设计,同时通过在一个封装中进行复杂集成来节省系统级成本,并减少电路板元件数量。从将PC适配器的尺寸减半,到为并网应用创建高效、紧凑的10kW转换,德州仪器为您的设计提供了氮化镓解决方案。LMG3410和LMG3411系列产品的额定电压为600V,提供从低功率适配器到超过2kW设计的各类解决方案。通过导通电阻选择器件内部氮化镓场效应晶体管(FET)的额定值为RDS(on)-漏极-源极或导通电阻——其在功率转换器的开关和传导损耗中起着重要作用。这些损失会影响系统级效率及散热和冷却方法。因此,通常来讲,RDS(on)额定值越低,可实现的功率水平越高,同时仍保持高效率。但是更高的RDS(on)可能更合适一些应用或拓扑,如图1所示。
逆变器多级图1:采用典型电源拓扑结构的70和50mΩ氮化镓器件过流保护集成的过流保护不仅简化了用户的布局和设计,且在短路或其他故障情况下,高速检测实际上对于器件保护非常必要。德州仪器的氮化镓器件产品组合具有100-ns的电流响应时间,可通过安全关断器件并允许其复位来自我防止意外击穿事件。这可保护器件和系统免受从故障管脚读出的故障条件的影响,如图2所示。
压摆率直接驱动电流故障图2:LMG3410/LMG3411系列产品的内部器件结构,包括FET、内部栅极驱动、压摆率控制和保护功能德州仪器的默认过流保护方法被归类为“电流锁存”保护;这意味着,若在器件中检测到任何过流故障,FET将安全关断,并在故障复位前保持关断状态。在我们的70mΩ器件中,故障在36A触发;对于50mΩ器件,故障触发器扩展到61A.基于不同的应用,一些工程师可能更愿意在合理的瞬态条件下运行,为此我们提供逐周期过流保护。通过逐周期保护,在发生过流故障时,FET将安全关断,且输出故障信号将在输入脉冲宽度调制器变为低电平后清零。FET可在下一个周期内重启,且在瞬态条件下运行,同时仍能防止器件过热。表1所示为德州仪器的各类氮化镓器件的主要规格、结构和典型系统功率电平。器件电压(V)RDS(on)(m?)FET配置过流保护方法LMG52008015半桥外接LMG3410R05060050单通道锁存LMG3410R07060070单通道锁存LMG3411R07060070单通道逐周期毫无疑问,氮化镓在半导体竞争中处于地位,可用
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