TI加快GaN技術(shù)的推廣應(yīng)用

在TI不斷推出的“技術(shù)前沿”系列博客中，一批TI最優(yōu)秀的人才討論當(dāng)今最大的技術(shù)趨勢以及如何應(yīng)對未來挑戰(zhàn)等問題。

相較于先前使用的硅晶體管，氮化鎵(GaN)可以讓全新的電源應(yīng)用在同等電壓條件下，以更高的開關(guān)頻率運(yùn)行。這意味著在相同條件下，相比基于硅材料的解決方案，GaN可實(shí)現(xiàn)更高的效率。

隨著TI發(fā)布的LMG5200全集成式原型機(jī)的推出，工程師能夠輕松將GaN技術(shù)設(shè)計到電源解決方案中，從而進(jìn)一步突破常規(guī)功率密度預(yù)期的限值?；跀?shù)十年的電源測試專業(yè)知識，TI已對GaN進(jìn)行了數(shù)百萬小時的加速測試，并建立了一個能夠?qū)崿F(xiàn)基于GaN電源設(shè)計的生態(tài)系統(tǒng)。

GaN將在功率密集的應(yīng)用中大展拳腳，它能夠在保持或提升效率的同時，使電源更小巧。目前，GaN被設(shè)計用于電子電源，將電力在交流和直流形式之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，改變電壓電平并執(zhí)行多種功能，以確保清潔電力的可用性。對于某些產(chǎn)品來說，GaN與性能直接相關(guān)，它所發(fā)揮的作用取決于不同的應(yīng)用。

這種技術(shù)能夠?qū)δ迦氲綁ι系碾娫床遄械娜魏卧O(shè)備起到正面作用，例如個人電腦適配器、音頻/視頻接收器和數(shù)字電視。插墻式適配器占用了很多空間且不太美觀，而它們因發(fā)熱所浪費(fèi)的電量也不可小覷。GaN可以在很大程度上緩解這些問題，并節(jié)省電費(fèi)。

在音頻應(yīng)用中，性能會被無意中傳入音頻信號的電噪聲所影響。GaN擁有較低電容，可通過最大程度地減小寄生振蕩以及優(yōu)化轉(zhuǎn)換次數(shù)，以將失真降到最低，從而有助于將噪音減到最小。

在數(shù)據(jù)中心和服務(wù)器中，GaN減少了為云端供電的電源損耗。此外，GaN能夠縮小電源解決方案尺寸，從而騰出空間供更多處理器、存儲器或存儲使用。

對于那些網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備電信電源的客戶而言，他們也有著同樣的顧慮。目前行業(yè)發(fā)展的趨勢是研發(fā)全新的更高電壓架構(gòu)以降低配電損耗，并充分利用 GaN實(shí)現(xiàn)一步轉(zhuǎn)換更低的電壓;而在之前的相似的硅材料解決方案中，轉(zhuǎn)換效率并不高。例如，在基站中，客戶可以通過保持標(biāo)準(zhǔn)48伏的電壓，并將該電壓直接轉(zhuǎn)換成數(shù)字電路所需的電壓電平，來降低功率損耗。而目前常見的架構(gòu)則會先將電源電壓從48伏降到12伏，然后進(jìn)一步將電壓降至數(shù)字電路所需的電壓電平。因此，現(xiàn)在客戶可以使用更少的轉(zhuǎn)換器，從而減少功率損耗。

在未來的幾年里，GaN可以在提供更大輸出功率的同時減小適配器尺寸。隨之而來的將是便于攜帶，同時也支持更高容量電池的插墻適配器，這些大容量電池可支持更長的運(yùn)行時間，以及更大/效果更佳的顯示器。

客戶將能夠在多種汽車、工業(yè)和無線充電產(chǎn)品領(lǐng)域應(yīng)用TI的技術(shù)，并享受更佳的性能。TI也在與軍事和航天客戶進(jìn)行接洽，探討寬溫度范圍和輻射方面的應(yīng)用。

TI還將開發(fā)新型轉(zhuǎn)換器、電機(jī)驅(qū)動器和系統(tǒng)。

LMG5200的與眾不同之處

LMG5200原型機(jī)由一個高頻驅(qū)動器和兩個半橋配置的GaN場效應(yīng)晶體管組成，采用易于使用的四方扁平無引線(QFN)封裝，并且能幫助電源設(shè)計人員迅速發(fā)揮這種材料的真正優(yōu)勢。

為了給GaN創(chuàng)造廣闊的市場發(fā)展空間，TI致力于幫助客戶簡化這款產(chǎn)品的使用，并優(yōu)化其性能。TI深知，TI必須另辟蹊徑。通過將GaN FET與高性能驅(qū)動器封裝在一起，TI在一個模塊中提供驚人的高性能。

TI也力求使GaN設(shè)備更加智能，并且TI一直努力讓設(shè)備變得更智能，以降低解決方案的復(fù)雜性，讓我們的客戶能夠?qū)Ｗ⒂谀切┠軌驅(qū)崿F(xiàn)最大價值的領(lǐng)域。因此，TI推出了LMG5200，幫助客戶輕松地將GaN融入到電源解決方案中，并充分利用GaN所具有的優(yōu)勢。

這一技術(shù)的發(fā)展將永無止境，這也將幫助客戶找到創(chuàng)造性的方式，讓設(shè)備變得更加高效，并迫使TI換種思路考慮問題。TI將系統(tǒng)組件與行業(yè)專業(yè)知識很好地融合在一起，為TI在這一領(lǐng)域取得成功提供保障。同時，TI通過合適的封裝、高性能和可靠性驗(yàn)證，加快GaN技術(shù)的推廣應(yīng)用，從而為+其提供廣闊的市場發(fā)展空間。