Transphorm氮化鎵器件率先達到對電機驅動應用至關重要的抗短路穩健性里程碑

與安川電機公司合作並充分利用了Transphorm常關型平台的基本優勢達到抗短路穩健性里程碑 。Transphorm

新世代電力系統的未來，氮化鎵（GaN）功率半導體產品的全球領先供應商Transphorm, Inc.於日前宣布，利用該公司的一項專利技術，在氮化鎵功率電晶體上實現了長達5微秒的短路耐受時間（SCWT）。這是同類產品有紀錄以來首次達到的成就，也是整個產業的一個重要里程碑，證明Transphorm的氮化鎵器件能夠滿足伺服電機、工業電機和汽車動力傳動系統等傳統上由矽IGBT 或碳化矽（SiC ）MOSFET提供支持的堅固型功率逆變器所需的抗短路能力—氮化鎵在這類應用領域未來五年的潛在市場規模（TAM）超過30億美元。

該項目的開發得到了安川電機公司的支持，安川電機是Transphorm的長期戰略合作夥伴，同時也是中低電壓驅動器、伺服系統、機器控制器和工業機器人領域的全球領導者之一。與現有解決方案相比，氮化鎵可以實現更高的效率和更小的尺寸，也讓氮化鎵成為伺服系統應用中極具吸引力的功率轉換技術，為此，氮化鎵必須通過該領域要求的嚴格的穩健性測試，其中最具挑戰性的是需要承受住短路衝擊，當發生短路故障時，器件必須在大電流和高電壓並存的極端條件下正常運行。系統檢測到故障並停止操作有時可長達幾微秒時間，在此期間，器件必須能承受故障帶來的衝擊。

安川電機公司技術部基礎研發管理部經理Motoshige Maeda表示：「如果功率半導體器件不能承受短路，那麼系統本身很可能發生故障。業界曾經有一種根深蒂固的看法，認為在類似上述重型電源應用中，氮化鎵功率電晶體無法滿足短路耐受要求。安川電機與Transphorm合作多年，我們認為這種看法是毫無根據的。今天也證明我們的觀點是正確的。我們對Transphorm團隊所取得的成果感到興奮，並期待能展示我們的產品設計是如何受益於這一全新的氮化鎵器件特性。」

這項短路技術已在Transphorm新設計的一款15mΩ 650V 氮化鎵器件上進行了驗證。值得注意的是，在 50 kHz 的硬開關條件下，器件的峰值效率達到 99.2%，最大功率為12kW , 不僅展示了器件的優良效能和高可靠性，也符合高溫高電壓應力規格要求。

Transphorm聯合創辦人兼首席技術官Umesh Mishra 表示：「標準的氮化鎵器件只能承受持續時間為幾百分之一納秒的短路，這對於故障檢測和安全關斷操作來說太短了。然而，憑藉我們的cascode架構和關鍵專利技術，在不增設外部組件的情況下，Transphorm實現了將短路耐受時間延長至5微秒，從而保持器件的低成本和高效能特點。Transphorm了解高功率、高效能逆變器系統的需求，Transphorm超強的創新能力有著悠久的歷史沿革，我們可以自豪地說，這些經驗幫助我們將氮化鎵技術提升到新的水平，這再次證明了Transphorm在高壓氮化鎵穩健性和可靠性的全球領先地位，在氮化鎵於電機驅動和其他高功率系統應用上改變現有局勢並扮演關鍵的角色。」

對SCWT成果的完整介紹、演示分析以及更多的相關內容，將在2024年的大型電力電子會議上發表。如需了解更多相關信息，歡迎瀏覽官網。