Компания Renesas Electronics представила, первый в отрасли двунаправленный GaN-переключатель класса 650 В, призванный упростить преобразование энергии в различных приложениях, от солнечных микроинверторов до центров обработки данных с искусственным интеллектом и бортовых зарядных устройств для электромобилей. Новый TP65B110HRU объединяет двунаправленную блокировку тока в одном устройстве, устраняя необходимость в традиционных конфигурациях с двумя последовательно соединенными полевыми транзисторами, отмечает компания.
Для читателей eeNews Europe это событие имеет важное значение, поскольку оно решает давние проблемы эффективности и сложности в проектировании мощных преобразователей, одновременно соответствуя отраслевым тенденциям к большей плотности и упрощению архитектур.
Переход к одноступенчатому преобразованию энергии
Согласно пресс-релизу, традиционные системы преобразования энергии основаны на однонаправленных кремниевых или SiC-переключателях, что требует многоступенчатых архитектур. В солнечных микроинверторах, например, это обычно означает отдельные ступени DC-DC и DC-AC, что увеличивает количество компонентов и снижает эффективность.
Компания Renesas утверждает, что её двунаправленный подход на основе GaN обеспечивает истинное одноступенчатое преобразование. Заменив несколько переключателей всего двумя высоковольтными устройствами, инженеры могут исключить промежуточные конденсаторы звена постоянного тока и сократить количество переключателей вдвое. Компания сообщает, что в реальных условиях была достигнута эффективность более 97,5%, чему способствовали быстрое переключение и низкий заряд GaN.
По данным компании, TP65B110HRU сочетает в себе GaN-устройство с режимом обеднения и два низковольтных кремниевых MOSFET-транзистора, обеспечивая двунаправленную работу при сохранении совместимости со стандартными драйверами затвора. В отличие от решений на основе GaN с режимом обогащения, это устройство не требует отрицательного смещения затвора, что упрощает схему управления затвором и снижает стоимость системы.
Этот сдвиг может иметь более широкие последствия для проектирования систем, особенно в условиях ограниченного пространства и тепловых ограничений, таких как центры обработки данных и платформы электромобилей.
Упрощение конструкции и надёжность
Компания Renesas выделяет такие характеристики, как непрерывный выходной ток ±650 В, переходный ток ±800 В и устойчивость к dv/dt выше 100 В/нс. Устройство также включает в себя встроенные диоды для защиты от обратной проводимости и поддерживает как мягкое, так и жесткое переключение, включая венские выпрямители.
Устройство уже доступно, вместе с оценочным комплектом, поддерживающим различные конфигурации управления и реализацию мягкого переключения.
Это объявление знаменует собой потенциальный переломный момент в проектировании силовой электроники. Благодаря возможности создания более простых одноступенчатых архитектур с меньшим количеством компонентов, двунаправленные GaN-устройства могут ускорить внедрение высокоэффективных систем в секторах возобновляемой энергетики, автомобильной промышленности и инфраструктуры данных.