【2024年8月16日,德国慕尼黑讯】直流-直流(DC-DC)转换器在电动汽车和混合动力汽车中都是必不可少的,用于连接高压电池和低压辅助电路。这包括12 V电源的前大灯、车内灯、雨刮和车窗电机、风扇,以及48 V电源的泵、转向驱动装置、照明系统、电加热器和空调压缩机。此外,DC-DC转换器对于开发更多具有低压功能的经济节能车型也十分重要。TechInsights1的数据显示,2023年全球汽车DC-DC转换器的市场规模为40亿美元,预计到2030年将增长至110亿美元,预测期内的复合年增长率为 15%。其中,氮化镓(GaN)发挥着至关重要的作用,因为它可用于提高 DC-DC 转换器和车载充电器(OBC)的功率密度。因此,领先的现代驱动技术和电气化解决方案供应商纬湃科技(Vitesco Technologies)选择了GaN来提高其 Gen5+ GaN Air DC-DC转换器的电源效率。英飞凌科技股份公司(FSE代码:IFX / OTCQX代码:IFNNY)的CoolGaN™晶体管650 V能够在显著提升整体系统性能的同时,更大程度地降低系统成本并增加易用性。其帮助纬湃科技打造了新一代DC-DC转换器,并为电网、电源和OBC的功率密度(效率超过 96%)和可持续性树立了新标准。
CoolGaN™晶体管650 V
基于GaN的晶体管在高频开关应用中拥有显著优势,但更重要的是其开关速度已从100 kHz提高至 250 kHz 以上。因此,即使在硬开关半桥中,开关损耗也非常低,而且更大程度地降低了热损耗和整体系统损耗。此外,英飞凌的CoolGaN™晶体管具有很高的导通和关断速度,并采用顶部散热TOLT封装。由于该系列晶体管采取空气冷却而非液体冷却,因此降低了整体系统成本。这些650 V器件还提高了电源效率和密度,支持800 V输出功率。其导通电阻(RDS(on))为50 mΩ,瞬态漏极至源极电压为 850 V,IDS,max和IDSmax,pulse分别为30 A和60 A。
英飞凌科技高级副总裁兼GaN系统业务线负责人Johannes Schoiswohl表示:“很高兴看到像纬湃科技这样的行业领导者采用英飞凌GaN器件并在应用中不断创新。如同这次从液冷系统转变为风冷系统一样,GaN的巨大价值在于它改变了范式。”
通过GaN晶体管,纬湃科技设计出具有被动冷却功能的Gen5+ GaN Air DC-DC转换器,降低了总体系统成本。GaN器件还能简化转换器设计和机械集成,使DC-DC转换器能够灵活地安装在车辆中,减少了制造商的工作量。使用GaN晶体管还可将转换器的功率提升至 3.6 kW,功率密度提升至 4.2 kW/l以上。与 Gen5 液冷转换器相比,Gen5+ GaN Air DC-DC 转换器的效率超过 96%,热性能得到改善。它们可在14.5 V 连续电压下提供 248 A 的两相输出。相位能够合并,以实现最大输出功率,还可以在部分负载的工况下关闭一个相位,并在两个相位之间交错开关频率。此外,通过串联切换两个相位的输入,基于CoolGaN™功率晶体管650 V的转换器能够在不超出半导体器件阻断电压上限的情况下实现800 V架构。该系列转换器的另一个特点是采用隔离式半桥拓扑结构,包括一个基于GaN的半桥、一个完全隔离的变压器和一个适用于各个相的有源整流器。
供货情况
英飞凌CoolGaN™晶体管650 V现已上市。