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採用積體電路氮化鎵元件構建小型轉換器

  • 吳冠儀/台北

採用氮化鎵場效應電晶體(eGaN FET),例如EPC2045元件,可實現適用於高效運算及通信應用的小型、具成本效益及高效的非隔離型48 V-12 V轉換器。EPC9205被配置為一個同步降壓轉換器,當工作在48 V輸入電壓、12 V輸出電壓及10 A負載條件下,5 V至12 V的輸出電壓範圍及提供14安培輸出電流。

EPC 2045是第五代eGaN FET,額定電壓為100 V 、具7 mΩ導通阻抗,可連續提供16安培電流。EPC2045的外形尺寸差不多是等效矽基MOSFET的十分之一。選用
EPC2045元件,因為與等效矽基元件相比,它具有更低的寄生電容及開關更快速,而且就算在更高開關頻率工作時,也可實現最低的開關損耗。

EPC9205功率模組被配置為一個同步降壓拓撲,可容納兩個EPC2045 eGaN FET。EPC9205功率模組包含uPI半導體公司的全新半橋閘極驅動器積體電路(uPI1966A)、輸入及輸出濾波器、及電流與溫度感測器。具備高頻效能的eGaN FET大大降低濾波要求,從而可使用經過優化的、更小型化及具有更低損耗的輸出濾波感測器。

當在700 kHz頻率從48 V轉到12 V時,EPC9205在10 A負載、最高FET溫度為攝氏100度、400 LFM氣流下可實現96%的峰值效率。由採用矽MOSFET轉用eGaN FET的48 V轉到5 V至12 V的匯流排轉換器可以更小型化及成本可以更低,而同時保持或超越目標效率。可配合EPC9205的控制器包括TI的TPS53632G。如果EPC9205在多相系統配置,從而取得更高的輸出電流效能。