
凯发k8手机客户端纳芯微全新推出GaN相关产品NSD2621和|濑亚美莉qvod
来源:凯发k8·[中国]官方网站 发布时间:2024-08-05

纳芯微全新推出GaN相关产品ღ✿★,包含GaN驱动NSD2621与集成化的Power Stage产品NSG65N15Kღ✿★,均可广泛适用于快充ღ✿★、储能ღ✿★、服务器电源等多种GaN应用场景ღ✿★。
其中ღ✿★,NSD2621是一颗高压半桥栅极驱动芯片濑亚美莉qvodღ✿★,专门用于驱动E−mode(增强型)GaN 开关管ღ✿★;NSG65N15K是一颗集成化的Power Stage产品凯发k8手机客户端ღ✿★,内部集成了高压半桥驱动器和两颗650V耐压的GaN开关管ღ✿★。
1. NSD2621将隔离技术应用于高压半桥驱动ღ✿★,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ღ✿★。
在GaN应用中ღ✿★,为了减小开关损耗ღ✿★,其开关速度远高于传统的Si MOSFET, 桥臂中点的dv/dt达到了50V/ns甚至更高ღ✿★,这对驱动芯片SW引脚的共模瞬变抗扰度提出了极高的要求ღ✿★。同时ღ✿★,高速开关导致的di/dt与寄生电感会在SW引脚产生瞬态负压尖峰ღ✿★,导致驱动芯片发生闩锁甚至损坏ღ✿★。
NSD2621的上管驱动采用隔离技术进行设计ღ✿★,共模瞬变抗扰度高达150V/nsღ✿★,并且可以耐受700V的负压ღ✿★,有效提升了系统的可靠性ღ✿★。
2. NSD2621内部集成稳压器ღ✿★,有利于保持栅极驱动信号幅值稳定ღ✿★,保护GaN开关管栅级免受过压应力的影响凯发天生赢家一触即发ღ✿★,ღ✿★。
与传统的Si MOSFET器件不同ღ✿★,E-mode GaN器件的栅源电压要求极为严格ღ✿★,一般耐压最大值不超过7Vღ✿★。在开关电源中由于系统噪声的影响ღ✿★,驱动芯片VDD或者BST引脚容易引入高频干扰ღ✿★,会引起栅极驱动电压的过冲凯发k8手机客户端ღ✿★,从而导致GaN开关管损坏ღ✿★。
NSD2621上下管的驱动输出都集成了内部稳压器LDOღ✿★,可以有效抑制VDD或BST引入的高频干扰ღ✿★,避免损坏GaN开关管凯发k8手机客户端ღ✿★。此外NSD2621可以灵活地选择6V/5.5V/5V不同驱动电压版本ღ✿★,适用于各类品牌的GaN开关管器件ღ✿★。
3. NSD2621超短传输延时有利于减小GaN死区损耗ღ✿★,并且内置可调死区时间功能ღ✿★,可有效避免发生桥臂直通ღ✿★。
GaN器件可以反向导通ღ✿★,其反向导通特性代替了普通MOSFET体二极管的续流作用ღ✿★,但在负载电流较大时其较高的反向导通压降会造成较大损耗ღ✿★,降低了系统效率ღ✿★。为了减小GaN反向导通损耗ღ✿★,应设置尽可能小的死区时间ღ✿★。死区时间的设置除了与电源的拓扑结构ღ✿★、控制方式有关ღ✿★,还受到驱动芯片传输延时的限制ღ✿★。
传统的高压半桥驱动芯片的上管驱动需要采用电平移位设计ღ✿★,为减小功耗多采用脉冲锁存式电平转换器ღ✿★,造成传输延时较长ღ✿★,无法满足GaN 应用的需求ღ✿★。NSD2621上管驱动采用纳芯微擅长的隔离技术进行设计ღ✿★,传输延时典型值仅30ns濑亚美莉qvodk8凯发·(中国区)天生赢家一触即发ღ✿★。ღ✿★,并且上下管驱动的传输延时匹配在10ns以内ღ✿★,能够实现对GaN开关管设置几十纳秒以内的死区时间ღ✿★。同时ღ✿★,NSD2621内置20ns~100ns可调的硬件死区时间ღ✿★,可以有效避免发生桥臂直通的情况ღ✿★。
如上图所示ღ✿★,CH1为上管驱动输入 ღ✿★,CH2为下管驱动输入ღ✿★,CH3为上管驱动输出ღ✿★,CH4为下管驱动输出ღ✿★。一开始当上管和下管驱动输入都为高电平时ღ✿★,为避免桥臂直通ღ✿★,上下管驱动输出都为低电平ღ✿★;当下管驱动输入变为低电平ღ✿★,经过30ns的传输延时和内置20ns的死区时间后ღ✿★,上管驱动输出变为高电平ღ✿★。
为进一步发挥GaN高频ღ✿★、高速的特性优势ღ✿★,纳芯微同时推出了集成化的Power Stage产品NSG65N15K濑亚美莉qvodღ✿★,内部集成了半桥驱动器NSD2621和两颗耐压650Vღ✿★、导阻电阻150mΩ的GaN开关管凯发k8手机客户端ღ✿★,工作电流可达20Aღ✿★。NSG65N15K内部还集成了自举二极管ღ✿★,并且内置可调死区时间K8天生赢家一触发ღ✿★、欠压保护ღ✿★、过温保护功能ღ✿★,可以用于图腾柱PFCღ✿★、ACF和LLC等半桥或全桥拓扑ღ✿★。
1. NSG65N15K用一颗器件取代驱动器和两颗开关管组成的半桥ღ✿★,有效减少元件数量和布板面积ღ✿★。
NSG65N15K是9*9mm的QFN封装ღ✿★,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ღ✿★,加上外围元件ღ✿★,总布板面积可以减小40%以上ღ✿★,从而有效提高电源的功率密度ღ✿★。同时ღ✿★,NSG65N15K的走线更方便PCB布局ღ✿★,有利于实现简洁快速的方案设计凯发k8手机客户端ღ✿★。
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ღ✿★,简化系统设计并提高可靠性ღ✿★。
如下图所示濑亚美莉qvod凯发k8手机客户端ღ✿★,传统的分立器件方案ღ✿★,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Lcsღ✿★。
其中ღ✿★,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ღ✿★,如果振铃超出GaN的栅源电压范围ღ✿★,容易造成栅极击穿ღ✿★;并且在上管开通过程中ღ✿★,高dv/dt产生的米勒电流会在下管的Lg_pcb上产生正向压降ღ✿★,有可能造成GaN的栅极电压大于开启电压ღ✿★,从而误导通ღ✿★。而共源极电感Lcs造成的影响ღ✿★,主要是会限制GaN电流的di/dtღ✿★,增加额外的开关损耗ღ✿★;此外凯发国际k8官网ღ✿★,ღ✿★,在GaN开通过程电流增大天生赢家 一触即发ღ✿★!ღ✿★,由于di/dt会在Lcs上产生正向压降ღ✿★,降低了GaN的实际栅极电压ღ✿★,增大了开通损耗ღ✿★。
如上图所示ღ✿★,NSG65N15K通过将驱动器和GaN合封在一起ღ✿★,消除了共源极电感Lcs濑亚美莉qvodღ✿★,并且将栅极回路电感Lg也降到最小凯发k8·[中国]官方网站ღ✿★!ღ✿★,避免了杂散电感的影响ღ✿★,可以有效地提高系统效率与可靠性ღ✿★。