纳芯微新品,专门用于驱动E−mode(增强型)GaN 开关管的半桥芯片NSD26

发布时间:2023-02-15  

前言

现阶段的大多数 电源系统都是由多个芯片组成。 器件在电路板上组装前采用分立式的元件组装会产生寄生电感,从而影响器件的性能。例如驱动器会在单独的芯片上带有驱动器的分立晶体管,受到驱动器输出级和晶体管输入之间以及半桥开关节点之间的寄生电感的影响,同时 HEMT 具有非常高的开关速度,如果寄生电感未被抑制,将会导致信号传输的波动。

本文引用地址:

近日,推出了两款全新的GaN相关产品,分别是GaN驱动NSD2621,一颗高压半桥栅极驱动芯片,专门用于驱动E−mode(增强型)GaN 开关管;集成化的Power Stage产品NSG65N15K,内部集成了高压半桥驱动器和两颗650V耐压的GaN开关管。均可广泛适用于快充、储能、服务器电源等多种GaN应用场景。

NSD2621的亮点

NSD2621将隔离技术应用于高压半桥驱动,使得共模瞬变抗扰度更高,可以耐受700V的负压,有效提升了系统的可靠性。解决了GaN应用桥臂中点SW引脚的共模瞬变和负压尖峰问题。上下管的驱动输出都集成了内部稳压器LDO,可以有效抑制VDD或BST引入的高频干扰,有利于保持栅极驱动信号幅值稳定,保护GaN开关管栅级免受过压应力的影响。

由于GaN器件可以实现反向导通,替代了普通MOSFET体二极管的续流作用,但是一旦负载电流过大会出现高反向导通压降,造成较大的传输损耗,降低了系统效率,所以NSD2621内置20ns~100ns可调的硬件死区时间,可以有效避免发生桥臂直通的情况,桥臂直通是指两个串联的电力电子开关器件同时导通,如果两端有电压,将导致直流电源短路,损坏桥臂功率器件。

如上图所示,CH1为上管驱动输入 ,CH2为下管驱动输入,CH3为上管驱动输出,CH4为下管驱动输出。一开始当上管和下管驱动输入都为高电平时,为避免桥臂直通,上下管驱动输出都为低电平;当下管驱动输入变为低电平,经过30ns的传输延时和内置20ns的死区时间后,上管驱动输出变为高电平。

NSD2621产品特性和功能一览图。

NSG65N15K产品特性

为进一步发挥GaN高频、高速的特性优势,同时推出了集成化的Power Stage产品NSG65N15K,内部集成了半桥驱动器NSD2621和两颗耐压650V、导阻电阻150mΩ的GaN开关管,工作电流可达20A。NSG65N15K内部还集成了自举二极管,并且内置可调死区时间、欠压保护、过温保护功能,可以用于图腾柱PFC、ACF和LLC等半桥或全桥拓扑。

1. NSG65N15K用一颗器件取代驱动器和两颗开关管组成的半桥,有效减少元件数量和布板面积。NSG65N15K是9*9mm的QFN封装,相比传统分立方案的两颗5*6mm DFN封装的GaN开关管加上一颗4*4mm QFN封装的高压半桥驱动,加上外围元件,总布板面积可以减小40%以上,从而有效提高电源的功率密度。同时,NSG65N15K的走线更方便PCB布局,有利于实现简洁快速的方案设计。

传统分立方案引入寄生电感

2. NSG65N15K的合封设计有助于减小驱动和开关管之间的寄生电感,简化系统设计并提高可靠性。如上图所示,传统的分立器件方案,会引入由于PCB走线造成的栅极环路电感Lg_pcb和由于GaN内部打线造成的共源极电感Lcs。

其中,栅极环路电感Lg_pcb会在栅极电压开通或关断过程产生振铃,如果振铃超出GaN的栅源电压范围,容易造成栅极击穿;并且在上管开通过程中,高dv/dt产生的米勒电流会在下管的Lg_pcb上产生正向压降,有可能造成GaN的栅极电压大于开启电压,从而误导通。而共源极电感Lcs造成的影响,主要是会限制GaN电流的di/dt,增加额外的开关损耗;此外,在GaN开通过程电流增大,由于di/dt会在Lcs上产生正向压降,降低了GaN的实际栅极电压,增大了开通损耗。

NSG65N15K减小杂散电感的影响。

如上图所示,NSG65N15K通过将驱动器和GaN合封在一起,消除了共源极电感Lcs,并且将栅极回路电感Lg也降到最小,避免了杂散电感的影响,可以有效地提高系统效率与可靠性。

充电头网总结

发布的2款新品中的NSG65N15K,将半桥驱动器NSD2621和 HEMT 集成在同一芯片上将有效减少寄生效应和达到 GaN 卓越开关速度的最大化利用,其内置的两个晶体管之间死区时间控制加上高集成度的芯片电路,可以有效减少寄生效应和电路发生短路的情况,最终提高电源的功率密度和转化效率。可广泛适用于快充、储能、服务器电源等多种GaN应用场景,可以为汽车、工业、消费电子、信息通讯等领域提供完整的解决方案。

如果产品设计要求需要更高的能效、转换效率和更好的温控表现等,可以在产品中加入DrMos技术。DrMos 技术是推出了很久的一种服务器主板节能技术,拥有超低电源反应时间和低阻抗特性,在主板高负荷运作时,能够大幅提升整体效能,拥有比传统主板更高的用电效率,同时带来更低的热量产生,更高的系统稳定性,可以扩展出更多的应用场景。

文章来源于:电子产品世界    原文链接
本站所有转载文章系出于传递更多信息之目的,且明确注明来源,不希望被转载的媒体或个人可与我们联系,我们将立即进行删除处理。

相关文章

    NPN型晶体三极管引脚,图二所示是P沟道MOS管和PNP型晶体三极管引脚对应图。 2、场效应管是电压控制电流器件,由VGS控制ID,普通的晶体三极管是电流控制电流器件,由IB控制IC。MOS管道......
    进行串口通信。 该电路的核心在于电路中的MOS场效应管(2N7002)。他和三极管的功能很相似,可做开关使用,即可控制电路的通和断。不过比起三极管,MOS管有挺多优势,后面将会详细讲起。下图是MOS管实物3D......
    沟道MOS管和NPN型晶体三极管引脚,图二所示是P沟道MOS管和PNP型晶体三极管引脚对应图。 2、场效应管是电压控制电流器件,由VGS控制ID......
    内上拉电阻组成。 1个多路转接开关MUX和1个与非门 P3口工作原理——用作第二功能 输出:该位的锁存器需要置“1”,使“与非门”为开启状态。 当第二输出为1时,场效应管截止,P3.x引脚输出为1; 当第......
    内上拉电阻组成。 1个多路转接开关MUX和1个与非门 P3口工作原理——用作第二功能 输出:该位的锁存器需要置“1”,使“与非门”为开启状态。 当第二输出为1时,场效应管截止,P3.x引脚输出为1; 当第......
    1个片内上拉电阻组成。 1个多路转接开关MUX和1个与非门 P3口工作原理——用作第二功能 输出:该位的锁存器需要置“1”,使“与非门”为开启状态。 当第二输出为1时,场效应管截止,P3.x引脚......
    的锁存器需要置“1”,使“与非门”为开启状态。 当第二输出为1时,场效应管截止,P3.x引脚输出为1;当第二输出为0时,场效应管导通,P3.x引脚输出为0。P3口工作原理——用作第二功能输入:该位的锁存器和第二输出功能......
    在片内既有上拉电阻,又有切换开关MUX,所以P2 端口在功能上兼有P0 端口和P1 端口的特点。这主要表现在输出功能上,当切换开关向下接通时,从内部总线输出的一位数据经反相器和场效应管反相后,输出在端口引脚......
    ,让Q=1,场效应管截止,P2引脚输入的1才能送到三态门的输入端。此时,再给读引脚送一个读控制信号,1就可以通过三态门送到内部总线。 3.2 输出功能 此时给锁存器的CP端送写脉冲信号,内部......
    址,第二功能:用于系统扩展 P3:常用第二功能 1. P0  1.1 构成 1个输出锁存器(D型触发器) 2个三态缓冲器(控制读引脚或读锁存器) 1个输出驱动电路(1对场效应晶体管FET构成) 1......

我们与500+贴片厂合作,完美满足客户的定制需求。为品牌提供定制化的推广方案、专属产品特色页,多渠道推广,SEM/SEO精准营销以及与公众号的联合推广...详细>>

利用葫芦芯平台的卓越技术服务和新产品推广能力,原厂代理能轻松打入消费物联网(IOT)、信息与通信(ICT)、汽车及新能源汽车、工业自动化及工业物联网、装备及功率电子...详细>>

充分利用其强大的电子元器件采购流量,创新性地为这些物料提供了一个全新的窗口。我们的高效数字营销技术,不仅可以助你轻松识别与连接到需求方,更能够极大地提高“闲置物料”的处理能力,通过葫芦芯平台...详细>>

我们的目标很明确:构建一个全方位的半导体产业生态系统。成为一家全球领先的半导体互联网生态公司。目前,我们已成功打造了智能汽车、智能家居、大健康医疗、机器人和材料等五大生态领域。更为重要的是...详细>>

我们深知加工与定制类服务商的价值和重要性,因此,我们倾力为您提供最顶尖的营销资源。在我们的平台上,您可以直接接触到100万的研发工程师和采购工程师,以及10万的活跃客户群体...详细>>

凭借我们强大的专业流量和尖端的互联网数字营销技术,我们承诺为原厂提供免费的产品资料推广服务。无论是最新的资讯、技术动态还是创新产品,都可以通过我们的平台迅速传达给目标客户...详细>>

我们不止于将线索转化为潜在客户。葫芦芯平台致力于形成业务闭环,从引流、宣传到最终销售,全程跟进,确保每一个potential lead都得到妥善处理,从而大幅提高转化率。不仅如此...详细>>