一種基于GaN的超高效功率模塊

氮化鎵(GaN)功率半導(dǎo)體技術(shù)為提高RF/微波功率放大的性能水平作出了巨大貢獻(xiàn)。通過降低器件的寄生參數(shù)，以及采用更短的柵極長(zhǎng)度和更高的工作電壓，GaN晶體管已實(shí)現(xiàn)更高的輸出功率密度、更寬的帶寬和更好的DC轉(zhuǎn)RF效率。

前不久，Hangzhou Zhongheng Electric Co., Ltd（HZZH）就利用Transphorm的TPH3205WS-GaN器件成功開發(fā)出一種基于GaN的超高效功率模塊。

Transphorm TPH3205WSBQA （圖片來源：Transphorm）

3kW ZHR483KS采用Transphorm的GaN器件，效率達(dá)到98%，成為迄今為止電信行業(yè)效率最高的GaN驅(qū)動(dòng)模塊。原始設(shè)計(jì)制造商（ODM）可以將提供標(biāo)準(zhǔn)化輸出連接器配置的ZHR483KS與現(xiàn)有的同功率模塊交換，從而以較低的總體系統(tǒng)成本實(shí)現(xiàn)高可靠性、高性能解決方案。

高可靠、高性價(jià)比助力打造電信行業(yè)新標(biāo)桿

ZHR483KS是HZZH首個(gè)基于GaN的功率解決方案，也是新產(chǎn)品線的龍頭產(chǎn)品。該模塊的輸入電壓范圍為85伏至264伏，而其輸出電壓范圍為42伏至58伏。Transphorm的TPH3205WS-GaN器件用于交錯(cuò)無橋圖騰式PFC，以實(shí)現(xiàn)98%的半負(fù)載效率。GaN器件降低了功率模塊的開關(guān)損耗和驅(qū)動(dòng)損耗，因此ZHR483KS的性能優(yōu)于以前使用超級(jí)結(jié)硅MOSFET的模塊。

HZZH首席技術(shù)官Guo博士表示：“我們?cè)趯ふ乙环N功率晶體管，幫助我們?yōu)榭蛻糸_發(fā)一種更高效、更具成本效益的解決方案。我們?cè)紤]碳化硅器件，但在低電壓條件下無法達(dá)到預(yù)期優(yōu)勢(shì)。然后，我們審查了幾家GaN制造商的器件，最終鑒于可靠性、器件成本和實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，我們選擇了Transphorm的GaN場(chǎng)效應(yīng)晶體管（FET）?！?/p>

四大關(guān)鍵因素挖掘?qū)拸VGaN“護(hù)城河”

Transphorm的GaN FET是一種雙芯片增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管，可采用標(biāo)準(zhǔn)的TO-XXX封裝和普通現(xiàn)成驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)的PQFN模塊。當(dāng)前的Gen III系列提供了GaN半導(dǎo)體行業(yè)最高閾值電壓（4V）和最高門穩(wěn)健性（±20V）。因此，客戶能夠輕松地設(shè)計(jì)出高可靠性的GaN解決方案，以實(shí)現(xiàn)該技術(shù)的高功率密度優(yōu)勢(shì)。

Transphorm亞洲區(qū)銷售副總裁Kenny Yim說：“Transphorm在開發(fā)每一代GaN平臺(tái)時(shí)都考慮了四個(gè)關(guān)鍵因素：可靠性、可驅(qū)動(dòng)性、可設(shè)計(jì)性和可重復(fù)性。HZZH認(rèn)為，我們的客戶打破市場(chǎng)需要這四個(gè)因素，因此選擇我們作為其GaN合作伙伴，于此，我們感到自豪。正是此次合作，我們的GaN被設(shè)計(jì)成各種不同的多千瓦電力系統(tǒng)，創(chuàng)造了行業(yè)記錄。我們預(yù)計(jì)，隨著我們未來在產(chǎn)品上的繼續(xù)合作，HZZH將繼續(xù)創(chuàng)新?！?/p>

ZHR483KS目前正在生產(chǎn)中。

關(guān)于Transphorm

富士通電子旗下代理品牌 Transphorm，是一家設(shè)計(jì)、生產(chǎn)氮化鎵功率轉(zhuǎn)換器和模塊的企業(yè)。 2007年成立，Transphorm以美國(guó)加州大學(xué)圣塔芭芭拉分校的教授和研究人員為主體，致力于設(shè)計(jì)、生產(chǎn)GaN（氮化鎵）功率轉(zhuǎn)換器和模塊，已獲得了包括谷歌、富士通、凱鵬華盈、考菲爾德及拜爾斯、索羅斯基金管理公司、量子戰(zhàn)略合作伙伴在內(nèi)的眾多投資機(jī)構(gòu)的青睞。 2013年，Transphorm推出了當(dāng)時(shí)業(yè)內(nèi)唯一經(jīng)過JEDEC認(rèn)證的GaN器件，建立了業(yè)界第一個(gè)也是唯一通過JEDEC認(rèn)證的600V GaN產(chǎn)品線。 2014年2月，Transphorm與富士通半導(dǎo)體的功率器件業(yè)務(wù)部進(jìn)行了業(yè)務(wù)合并，Transphorm負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)、富士通半導(dǎo)體負(fù)責(zé)制造并代理銷售。 2015年，Transphorm和安森美建立合作關(guān)系，共同推出基于GAN的電源方案。公司創(chuàng)立十多年來，Transphorm一直專注于將高壓GaN FET推向市場(chǎng)。致力于為電力電子市場(chǎng)（數(shù)據(jù)中心服務(wù)器、PV轉(zhuǎn)換器、感應(yīng)/伺服電機(jī)、工業(yè)及汽車等商業(yè)供電市場(chǎng)）設(shè)計(jì)、制造和銷售GaN產(chǎn)品。 2017年3月，又推出了市場(chǎng)上僅有的一款經(jīng)過AEC-Q101認(rèn)證的650V車用GaN器件。