ТОКИО, Япония — Renesas Electronics Corporation (TSE:6723), ведущий поставщик передовых полупроводниковых решений, расширила свое портфолио GaN для низковольтных приложений, представив первое семейство дискретных силовых транзисторов на основе нитрида галлия (GaN) с напряжением 100 В, работающих в режиме обогащения (E-mode). Низковольтные GaN FET транзисторы RTP100E005G1FL, RTP100E2P6G1FL, RTP100E1P8G1FL-DSC и RTP100E1P2G1FL-DSC обеспечивают сверхбыстрое переключение и улучшенные тепловые характеристики в критически важных для эффективности приложениях с высокой плотностью мощности, включая центры обработки данных ИИ, гуманоидную робототехнику, промышленную автоматизацию и промышленные электроприводы, электроинструменты и солнечные микроинверторы.
Новые GaN FET транзисторы демонстрируют лучшие в отрасли показатели добротности (FOM) как при жестком, так и при мягком переключении, обеспечивая снижение FOM при жестком переключении до 35% и при мягком переключении до 63% по сравнению с аналогичными GaN-устройствами. Низковольтные GaN-устройства также сохраняют совместимый с кремниевыми аналогами форм-фактор, что позволяет легко внедрять их в существующие проекты.
Преобразователи питания в современных центрах обработки данных обычно работают на частотах переключения в несколько сотен килогерц. Однако по мере перехода серверов ИИ и промышленной инфраструктуры на распределение питания 800 В пост. тока и шинные архитектуры 48 В, многие каскады преобразователей переходят на мегагерцовый диапазон переключения для уменьшения размеров магнитных компонентов, повышения плотности мощности и улучшения общей эффективности.
Использование низковольтных GaN-транзисторов в архитектурах питания 800 В пост. тока высокого напряжения (HVDC) упрощает проектирование преобразователей питания, значительно уменьшая размер пассивных компонентов, потери на переключение и требования к охлаждению. На системном уровне это означает повышение эффективности, снижение требований к управлению тепловыми режимами, а также уменьшение затрат на электроэнергию и спецификацию материалов (BOM).
Широкое портфолио GaN обеспечивает большую эффективность, плотность мощности и гибкость проектирования
Созданное на базе недавно расширенной технологической платформы низковольтных GaN-транзисторов Renesas, работающих в режиме обогащения, это новое портфолио транзисторов отличается сверхбыстрым переключением GaN с низким общим зарядом затвора (Qg) и выходным зарядом (Qoss) для минимизации перекрытия напряжения и тока. Это снижает потери энергии в каждом цикле преобразования в блоках питания ИИ, электроприводах и каскадах преобразования DC-DC. Устройства также обладают нулевым зарядом обратного восстановления (Qrr = 0), что устраняет потери энергии и обеспечивает мгновенный прирост эффективности переключения.
Быстрое переключение повышает плотность мощности и обеспечивает работу на более высоких частотах за счет уменьшения площади печатной платы и размеров магнитных и пассивных компонентов, в то время как низкое сопротивление RDS(on) улучшает эффективность работы за счет снижения потерь проводимости. Доступные конфигурации с нижним и двусторонним охлаждением обеспечивают дополнительный отвод тепла и гибкость конструкции. В зависимости от требований приложения и архитектуры преобразования энергии, низковольтные GaN-устройства могут обеспечить снижение потерь на переключение до 40–70% и увеличение плотности мощности до двух раз на системном уровне.
Новые GaN-транзисторы предлагаются в нескольких стандартных корпусах, совместимых с MOSFET, что позволяет клиентам быстро переходить с компоновок на кремниевых MOSFET для ускорения реализации проекта без существенной переработки печатной платы. Варианты корпусов в сочетании с широким диапазоном RDS(on) (от 5 мОм до 1,2 мОм) позволяют разработчикам масштабировать решения в зависимости от уровней мощности и приложений, включая синхронное выпрямление, многофазное понижающее преобразование и электроприводы.
«Клиенты, внедряющие технологию GaN следующего поколения для серверов ИИ, робототехники, промышленных электроприводов и систем возобновляемой энергии, ищут способы обеспечить более эффективное преобразование энергии в системах, которые становятся все более компактными», — сказал Ахил Наир, старший директор по низковольтным GaN-решениям в Renesas. «Наше семейство низковольтных GaN-транзисторов обеспечивает эффективность, производительность переключения и плотность мощности, которые разработчики ожидают от GaN, при этом значительно упрощая переход с существующих конструкций на кремниевых MOSFET».
Высокая производительность GaN в форм-факторах, совместимых с кремнием
Новое семейство GaN построено на технологии GaN с режимом обогащения (нормально закрытый), которая предлагает преимущества производительности GaN в удобном форм-факторе, совместимом с кремнием. Это помогает разработчикам использовать преимущества эффективности и мощности GaN и упрощает миграцию с существующих конструкций на основе кремния.
Ключевые особенности нового семейства низковольтных GaN-транзисторов
- Повышение эффективности на 1–3% по сравнению с конструкциями на основе кремния за счет устранения потерь Qrr
- Радикальное снижение потерь на переключение на 40–70%
- Удвоенная плотность мощности за счет снижения энергии переключения за цикл и поддержки высокочастотной работы
- Меньшая площадь системы благодаря более высокой частоте переключения, что уменьшает размер магнитных компонентов и снижает общие системные потери
- Оптимизированное управление тепловыми режимами снижает требования к вентиляторам и активному охлаждению, сокращая сложность системы и стоимость BOM
Кроме того, благодаря более низкому общему потреблению энергии на каскад питания, новое семейство GaN помогает разработчикам достигать целей в области устойчивого развития. Это достигается за счет уменьшения размера вентиляторов, необходимых для управления тепловыми режимами и воздушными потоками, что позволяет использовать более компактные магнитные компоненты и уменьшить общую площадь печатной платы, что способствует достижению целей по энергоэффективности центров обработки данных ИИ и промышленных объектов.
Доступность
Новые низковольтные силовые GaN-транзисторы уже доступны вместе с соответствующими оценочными платами. Дополнительная информация об этих устройствах и инструментах разработки доступна по адресу: renesas.com/lv-gan-fets.
Победные комбинации (Winning Combinations)
Новые низковольтные GaN FET транзисторы могут быть легко интегрированы с другими эталонными проектами питания Renesas, включая решение DCX LLC мощностью 6 кВт (800 В в 48 В) и промышленную платформу сервоприводов постоянного тока. Эти «Победные комбинации» представляют собой технически проверенные системные архитектуры из взаимно совместимых устройств, которые бесшовно работают вместе, обеспечивая оптимизированный проект с низким уровнем риска для более быстрого вывода на рынок. Более 400 «Победных комбинаций» с широким спектром продуктов из портфолио Renesas позволяют клиентам ускорить процесс проектирования и быстрее вывести свои продукты на рынок. Их можно найти на сайте renesas.com/win.
Получите энергию от Renesas
Движимая инновациями, качеством и надежностью, компания Renesas является лидером в области силовой электроники, поставляя более четырех миллиардов компонентов в год из нашего портфолио микросхем управления питанием, дискретных и широкозонных GaN-продуктов, вычислительных силовых устройств и многих других. Эти продукты охватывают все основные сегменты, включая автомобильную промышленность, IoT, инфраструктуру и промышленные приложения. Наше портфолио силовых решений бесшовно сочетается с нашими ведущими решениями MCU, MPU, SoC и аналоговыми решениями, упрощая и ускоряя процесс проектирования с помощью сотен проверенных инженерами «Победных комбинаций» и инновационных инструментов, таких как программное обеспечение для проектирования PowerCompass™ и PowerNavigator™. Узнайте больше на сайте renesas.com/power.
О компании Renesas Electronics Corporation
Renesas Electronics Corporation (TSE: 6723) способствует созданию более безопасного, интеллектуального и устойчивого будущего, в котором технологии помогают сделать нашу жизнь проще. Будучи ведущим мировым поставщиком микроконтроллеров, Renesas объединяет свой опыт в области встраиваемой обработки данных, аналоговых схем, питания и средств связи для предоставления комплексных полупроводниковых решений. Эти «выигрышные комбинации» (Winning Combinations) ускоряют вывод на рынок продукции для автомобильной, промышленной, инфраструктурной отраслей и приложений IoT, обеспечивая работу миллиардов подключенных интеллектуальных устройств, которые улучшают то, как люди работают и живут. Узнайте больше на сайте renesas.com. Подписывайтесь на нас в LinkedIn, Facebook, X, YouTube и Instagram.
(Примечание) Все названия продуктов или услуг, упомянутые в данном пресс-релизе, являются товарными знаками или зарегистрированными товарными знаками соответствующих владельцев.
Содержание данного пресс-релиза, включая, помимо прочего, цены на продукцию и технические характеристики, основано на информации, актуальной на дату, указанную в документе, но может быть изменено без предварительного уведомления.
